Текст

В. Б0У1Х0ВИТИН0В, А. БУЯНОВ, В. ЗАХАРЧЕНКО, Г ОСТРОУМОВ РАССКАЗЫ ИСТОРИИ РУССКОЙ НАУКИ и ТЕХНИКИ ПОД ОБЩЕЙ РЕДАКЦИЕЙ В. ОРЛОВА ИЗДАТЕЛ ЬСТВО ЦК В Л К С М «Д7 ОУ1 ОДАЯ ГВАРДИЯЪ М ОСК.ВА 4 9 5 7
Летопись науки и техники — это летопись величественных завоеваний человеческого гения. Твррческими подвигами тысяч и тысяч деятелей культуры разных времен и народов создана богатейшая сокровищница знаний. Глубоко поучительна история того, как накапливались эти сокровища, история открытий и изобретений, наделяющих нас властью над природой, помогающих создавать, по выражению А. М. Горького, «вторую природу» — огромный мир сооружений, машин, не существующих в природе материалов, мир новых видов растений и животных. История науки и техники — одна из замечательнейших глав истории всемирной культуры. Подтверждая на живых примерах марксистско- ленинское учение о процессе развития культуры человечества, она помогает вырабатывать правильное, материалистическое мировоззрение. История науки и техники содержит вдохновляющие примеры борьбы за новые пути науки, борьбы передовых взглядов против всего реакционного, косного, рутинного, борьбы знания против религии, материализма против идеализма. История открытий и изобретений вводит нас в творческую лабораторию выдающихся сынов человечества, позволяет проследить рождение и развитие научных и технических идей. Она учит новаторству, упорству е достижении цели. Знание прошлого науки помогает лучше понимать ее сегодняшние достижения и дает возможность предвидеть ход ее развития в будущем. История науки и техники рассказывает о том, как передовые деятели разных стран в тесном содружестве пополняли сокровищницу знаний, принадлежащих всему человечеству. Правильно трактуемая история науки и техники способствует укреплению сотрудничества между народами и одновременно укрепляет чувство патриотизма, преисполняя сердца людей гордостью за тот вклад, который внесли в сокровищницу знаний их соотечественники. Изучение трудов, вложенных в прогресс науки и техники учеными и изобретателями нашей страны, имеет большое воспитательное значение. з
Русский народ выдвинул из своих рядов замечательных деятелей науки и техники, ученых и изобретателей. Имена многих из них по праву являются гордостью всего прогрессивного человечества. Гигантский подвиг был совершен передовыми представителями нашей науки и техники, трудившимися в условиях царской России, где всякое движение свободной мысли беспощадно подавлялось самодержавием. Передовое мировоззрение, пламенная любовь к родине вдохновляли русских ученых, верных сынов нашего талантливого народа, помогали им, несмотря на экономическую отсталость страны, создавать труды, подымавшие науку и технику на новые, более высокие ступени. Много открытий и изобретений родилось в нашей стране. По вине царской бюрократии, помещиков и буржуазии, не веривших в творческие силы народа, тормозивших развитие отечественной науки и техники, с пренебрежением относившихся ко всему русскому, открытия и изобретения, сделанные в России, нередко предавались забвению, хотя превозносились даже малозначительные из зарубежных открытий и изобретений. Низкопоклонство перед всем заграничным, насаждавшееся царизмом, не имело ничего общего с уважением к передовым деятелям культуры Запада. Чиновники, фабриканты и помещики, преклоняясь перед заграницей, часто потворствовали ловким предпринимателям, а иногда и просто-напросто авантюристам с иностранными паспортами. Исполнена величия история достижений отечественной научно-технической мысли. Выдающиеся деятели русской науки явили образцы открытий, устремленных в будущее. Передовые ученые стремились в своих трудах к крупным обобщениям, опережавшим уровень науки своего времени. К. А. Тимирязев писал: «Не в накоплении бесчисленных цифр метеорологических дневников, а в раскрытии основных законов математического мышления, не в изучении местных фаун и флор, а в раскрытии основных законов истории развития организмов, не в описании ископаемых богатств своей страны, а в раскрытии основных законов химических явлений, — вот в чем, главным образом, русская наука заявила свою равноправность, а порою и превосходство». Русская наука была сильна своей демократичностью. Крупнейшие русские ученые неизменно шли тем прогрессивным путем, который прокладывала русская передовая общественная мысль — мысль Радищева, декабристов, Герцена, Белинского, Чернышевского, Добролюбова. Решающее влияние на развитие отечественной науки оказало впоследствии великое марксистско-ленинское учение, озаряющее ныне передовую культуру. Корнями уходящая в толщу народа, связанная с революционным мировоззрением, русская наука в лице своих виднейших представителей была материалистической. Многие русские ученые боролись за научно- материалистическое объясйение явлений природы. Ломоносов, Лобачевский, Менделеев, Столетов, Тимирязев, Сеченов, Павлов — все эти корифеи естествознания внесли немалый вклад и в материалистическую философию. Деятельность многих русских ученых дает яркие примеры единства науки с практикой, жизнью. Вопреки самодержавию, тормозившему раз- 4
витие экономики России, они, стремясь -к прогрессу на благо народа, ратовали за внедрение достижений науки в технику, в производство. Раскрывая объективные законы природы, они стремились покорить ее, использовать свои открытия на благо трудового человека. Великий математик Чебышев свой 1^ний направлял на решение насущных проблем техники и производства; теоретические основы аэродинамики, созданные Жуковским, стали фундаментом авиационной техники; открытия Бутлерова и Зинина положили начало новым отраслям химической индустрии — производству синтетических материалов; русский почвовед Докучаев дал научное объяснение процессу почвообразования и тем самым вооружил земледельцев в их борьбе за высокий урожай. Горячая любовь к народу, сознание долга перед ним порождали в русских ученых страстное желание донести до народных масс великий свет истинного знания. Многие русские ученые были замечательными наставниками молодежи и мастерами популяризации научных знаний. Передовая русская наука развивалась в тесном сотрудничестве со всем передовым, что было в науке зарубежных стран. Идеи передовых русских ученых и изобретателей становились неотъемлемой составной частью мировой науки. Хорошо известны примеры научного сотрудничества русских и зарубежных ученых. Михаил Ломоносов в течение многих лет вел дружескую переписку с прогрессивными учеными стран Западной Европы; Илья Мечников сотрудничал с французским ученым Луи Пастером; Александр Столетов работал в лаборатории немецкого ученого Густава Кирхгофа. Многие русские ученые были членами научных учреждений западных стран и, наоборот, много передовых иностранных ученых входило в состав русских академий, институтов, университетов. Русские ученые с огромным уважением относились к своим зарубежным собратьям. Первой радиограммой, переданной А. С. Поповым, были слова «Генрих Герц» — имя немецкого физика, открывшего электромагнитные волны. Благодаря русскому путешественнику Н. М. Пржевальскому на карте мира появились «Хребет Гумбольдта», «Хребет Колумба». Перу К. А. Тимирязева принадлежит одна из лучших в мировой литературе книг о Дарвине. Полностью все лучшие черты русской науки смогли свободно проявиться только после Великой Октябрьской социалистической революции, когда в нашей стране были разбиты цепи, сковывавшие ученых. В. И. Ленин вскоре после установления советской власти писал: «Раньше весь человеческий ум, весь его гений творил только для того, чтобы дать одним все блага техники и культуры, а других лишить самого необходимого — просвещения и развития. Теперь же все чудеса техники, все завоевания культуры станут общенародным достоянием и отныне никогда человеческий ум и гений не будут обращены в средства насилия, в средства эксплуатации. Мы это знаем, — и разве во имя этой величайшей исторической задачи не стоит работать, не стоит отдать всех сил? И трудящиеся совершат эту титаническую историческую работу, ибо в них заложены дремлющие великие силы революции, возрождения и обновления». 5
Коммунистическая партия, Советское правительство окружили труд ученого заботой и любовью, создали все условия для развития науки. В нашей стране осуществлена теснейшая связь науки с практикой, с производством. Новые достижения теоретической мысли претворяются в жизнь, служат дальнейшему развитию народного хозяйства, процветанию нашей социалистической Родины. Проникнутая духом передового мировоззрения — диалектического материализма, советская наука исполнена веры в познаваемость мира, в безграничные возможности человеческого разума. Эта книга не претендует на последовательное изложение истории^ отечественной науки и техники и не является сборником биографий ученых. Она построена по-иному. В ней содержатся рассказы о научных достижениях, составляющих патриотическую гордость нашего народа. Книга ставит перед собой цель провести читателя по величественным залам сокровищницы русской науки и техники, познакомить его с бесценными достижениями научного творчества. За последние годы советские ученые — историки науки и техники — много сделали для подлинно научной разработки этой области знания. Литераторы — авторы настоящей книги — постарались учесть новые труды ученых-историков. Авторы надеются, что предлагаемая книга, несмотря на некоторые недочеты, послужит делу патриотического воспитания нашей молодежи.
ТОЧНЫЕ НАУКИ Замечательные черты русской науки ярко раскрываются в творчестве математиков, физиков и астрономов. Революционерами науки были и Ломоносов, и Лобачевский, и Столетов, и Чебышев, и многие другие передовые деятели русского точного естествознания. Наблюдение, опыт, математический анализ, научное предвидение — весь арсенал исследования использовали они для того, чтобы проникнуть в самые сокровенные тайны природы, познать глубочайшие закономерности ее развития и покорить ее. Полное .значение творчества ученых нередко раскрывалось только через десятки лет — так далеко их труды были устремлены в будущее. То, что, как казалось когда-то, представляло лишь отвлеченный интерес, в ходе времени становилось основой для более полного познания сил природы и овладения ими. НАУКА О ВСЕЛЕННОЙ Наблюдая за небесными светилами, люди научились измерять время. Солнце, движущееся по неоесному своду, стало первыми часами человека. Звезды, Луна, Солнце служили маяками, по которым вели свои корабли и караваны путешественники далеких времен. Долгий путь прошла наука, пока древние наивные представления о небе, как о хрустальном куполе, о солнце, ходящем вокруг земли, о небесных явлениях, как о неких божественных знаках, стали сменяться точным знанием. Рождалась астрономия — одна из древнейших наук. Многие народы — китайцы, египтяне, индийцы, греки, народы Средней Азии и Ближнего Востока — положили начало истории изучения небесных явлений. 7
Неизгладимый след в истории науки о небе оставил ученый Аль- Бируни (XI век), живший в Хорезме, в местностях, находящихся ныне в Узбекской ССР. Ученый сумел оригинальным методом, замеряя с вершины горы угол понижения горизонта, с большой точностью определить длину окружности земного шара. Аль-Бируни с гениальной прозорливостью настойчиво говорил о том, что Земля, возможно, вращается вокруг оси и к тому же движется вокруг Солнца. Как и великий древнегреческий ученый Аристарх (середина III века до нашей эры), Аль-Бируни может быть назван предшественником великого Коперника. Занимался астрономией и великий поэт Омар-Хайям (1040—1123). Он разработад систему календаря, обеспечившую большую точность. Важные вехи в развитии астрономии — труды обсерватории, основанной в XIII веке в Азербайджане ученым Насирэддином-ат-Туси, и обсерватории, созданной в XV веке узбекским ученым Улуг-беком в Самарканде. Насирэддин-ат-Туси прославил себя составлением знаменитых астрономических «Ильханских таблиц»*, а Улуг-бек — каталогом звезд, долгое время непревзойденным по своей точности. 1 018 звезд нанес на карту узбекский астроном. Им же были составлены таблицы, указывающие на многие годы вперед положение планет на небосводе. В древних русских летописях и сказаниях часто говорится о небесных явлениях. Летописи повествуют о затмениях Солнца и Луны, о кометах, метеорах. Наши предки хорошо знали звездное небо, умели использовать наблюдения за небесными телами для определения времени и стран света. Многим из астрономических наблюдений, сделанных в древности русскими людьми, нельзя не поразиться. Говоря, например, о солнечном затмении 1185 года, летописцы сообщают о замеченных на Солнце огненных языках — протуберанцах! Есть в летописях и описание солнечных пятен, оно относится к 1371 году. Это еще один пример тонкой наблюдательности. Пятна на Солнце вновь были открыты через 200 лет великим итальянским ученым Галилео Галилеем. Татаро-монгольское иго надолго приостановило на Руси развитие наук, в том числе и астрономии. В странах Западной Европы, которые грудью своей заслонил русский народ, продолжалось создание астрономии. Но когда русский народ, освободившись от монгольского ига, быстро стал наверстывать потерянное время и вместе с другими странами Европы двигать вперед науку, он дал ученых, внесших ценнейшие открытия и в астрономию. Особенно быстро росла наука о небе в течение двух-трех последних столетий. На помощь астрономии пришли .физика и высшая математика, вооружившие ее замечательными методами исследования. Астрономы научились с необыкновенной точностью вычислять пути небесных тел, определять вес и объем планет и звезд, измерять расстояния до дальних миров. Вооружившись спектроскопом, астрономы смогли узнать химический состав небесных светил. 8
Астрономия необычайно расширила и углубила наши знания о вселенной. Эта наука способствует развитию материалистического мировоззрения. Обращенная к дальним мирам, она все больше помогает нам в решении и практических, «земных» задач. Величаво и мерно вращающийся небосвод — это и сейчас наши часы. Отметки точного времени, пойманные приборами астрономов, радио разносит во все уголки страны. Штурманы морских и воздушных кораблей, нацеливая навигационные приборы на небесные светила и сверяясь с таблицами, составленными астрономами, определяют свое местополо- рисунки м, В. Ломоно- жение. сова, изображающие Теснейшим образом связана наука о небе с геодезией — наукой об прохождение Венеры по измерении земной поверхности. Положение Солнца, звезд, планет помо- диску Солнца. гает геодезистам прокладывать на земной поверхности воображаемые линии меридианов и параллелей. Астрономы предсказывают магнитные -бури, радисты получают от астрономов сведения, когда можно ожидать помех радиосвязи. Наука о небе помогает и химикам. Газ гелий был открыт на Солнце раньше, чем его обнаружили на Земле. Физики видят в пылающих звездах как бы гигантские лаборатории, в которых вещество находится при невероятно высоких температуре и давлении. Изучение небесных светил помогает ученым раскрывать тайны мельчайших частиц материи: атомных ядер, протонов, позитронов, электронов... Глубоко понимая язык природы и мудро осмысливая ее рассказы, русские астрономы открыли многие закономерности ее развития. Наблюдения над явлениями природы служили им материалом для глубоких обобщений и умозаключений. Много примеров такого осмысливания в трудах гения русской науки Михаила Васильевича Ломоносова (1711—1765). 26 мая 1761 года астрономы всего мира с интересом наблюдали редкое небесное явление — прохождение Венеры через солнечный диск: планета двигалась между Землей и Солнцем. Направил свою зрительную трубу на Солнце и Ломоносов. Внимательно проследив движение Венеры, великий ученый заметил интересные подробности. Перед тем как на солнечный диск стало наползать темное пятнышко силуэта Венеры, край диска сделался неясным. Ломоносов подумал вначале, что просто устали глаза. Но вот Венера стала пересекать край солнечного диска. Перед тем как планета полностью вступила на пылающий диск, Ломоносов отчетливо заметил, что вокруг выступающей части Венеры появился сверкающий ободок, «тонкое как волос» сияние. Когда же планета приблизилась к другому краю солнечного диска, Ломоносов отметил, что «...появился на краю солнца пупырь, который тем явственнее учинился, чем ближе Венера к выступлению приходила... Вскоре оный пупырь потерялся, Венера показалась вдруг без края... Полное выхождение, или-последнее прикосновение Венеры заднего края к Солнцу при самом выходе было также с некоторым отрывом и с неясностью солнечного края». Много астрономов следило тогда за прохождением Венеры, некоторые даже упоминали о явлении, замеченном Ломоносовым. Но никто из них не смог так глубоко и правильно, как он, осмыслить наблюдение. Причина явления, решил русский ученый, кроется в том, что планета 9
Венера окружена «знатною» воздушною атмосферою, рассеивающей солнечные лучи. Открытие атмосферы на Венере явилось большой победой астрономии. Впервые были получены столь подробные сведения о внеземном мире. Огромно значение открытия Ломоносова и для развития научного мировоззрения. Некоторые историки науки искажают историю открытия атмосферы на Венере. На это указывал еще в 1911 году профессор Колумбийского университета (США) А. Смит. Выступая в Нью-Йорке с речью, посвященной 200-летию со дня рождения Ломоносова, А. Смит сказал: «Открытие, сделанное... Ломоносовым о наличии атмосферы на этой планете, обычно приписывается Шретеру и Гершелю (1791 г.)». К замечательному научному выводу пришел Ломоносов, осмысливая наблюдения над кометами. В кометах многое было загадочным для тогдашней науки. Непонятно было, например, почему кометные хвосты обращены в сторону от Солнца и в чем причина их бледного свечения. Эти вопросы давно интересовала ученых. Ломоносов, как и великий немецкий астроном Кеплер, высказывал догадку, что на хвосты комет действуют в направлении от Солнца какие-то отталкивающие силы. Эта догадка впоследствии полностью подтвердилась. Глубоко изучив электрические явления, русский ученый предположил, что и в кометных явлениях можно проследить действие электрических сил. «...Бледного сияния и хвостов причина недовольно еще изведана, которую я без сомнения в електри- ческой силе полагаю... сие явление с северным сиянием сродно!» — говорил он. Это предположение ученого в наши дни получило признание и дальнейшее развитие. Одна из причин сияния хвостов комет, учит современная наука, — потоки электрически заряженных частиц, вылетающих из Солнца. А вот что писал ученый и поэт Ломоносов о Солнце, — оно, говорил он: Горящий вечно океан. Там огненны валы стремятся И не находят берегов. Там вихри пламенны крутятся, Борющись множество веков. Там камни, как вода, кипят, Горящи там дожди шумят. Эти поэтические строки выглядят особенно примечательно, если вспомнить, что даже много лет спустя после Ломоносова некоторые ученые считали Солнце твердым темным телом, только в отличие от планет окруженным светящейся раскаленной газовое оболочкой. Ученые эти говорили, что солнечные пятна — это виднеющаяся сквозь просветы в оболочке поверхность Солнца. Высказывались даже предположения, что Солнце населено особыми существами. Гениальный ученый-материалист, Ломоносов и в трудах по астрономии выступил как один из самых передовых мыслителей своего времени. Данные астрономии служили ему оружием в борьбе с религиозными суевериями, насаждавшимися духовенством, и с домыслами защитников религии из среды ученых. 10
Утверждая научное мировоззрение, Ломоносов горячо пропагандировал гелиоцентрическое учение великого польского астронома Николая Коперника, ниспровергавшее догматы церкви. Время Петра I, когда придавалось особенное значение практическому использованию астрономических знаний для мореходства и картографии и когда поощрялось распространение учения Коперника, миновало. Нужно было иметь огромное мужество, чтобы вести пропаганду этого учения. Астрономия была одним из главнейших предметов в основанной при Петре I в Москве Навигацкой школе (1700 г.), помещавшейся в Сухаревой башне. Навигацкая школа воспитала немало русских геодезистов и штурманов, принимавших участие в экспедициях, организованных для исследования России. В 1716 году была основана обсерватория в Петербурге. В проекте Академии наук, составленном Петром I, было предусмотрено создание еще более крупной обсерватории. Эта обсерватория, так же как и сама академия, была открыта через несколько месяцев после смерти ее основателя. В новой обсерватории уже в первой половине XVIII века было совершено столько выдающихся исследований, чго, по свидетельству французского астронома Лаланда, автора вышедшей в 1803 году книги по истории астрономии, русскую обсерваторию признавали лучшей в мире. Здесь уже в XVIII веке были разработаны, в частности, более совершенные методы определения географической долготы, примененные потом другими астрономами, проведены интереснейшие наблюдения над спутниками Юпитера и над истечением из ядра кометы, замеченной в 1744 году, и т. д. Еще в 1717 году в Петербурге была установлена модель, которая иллюстрировала систему Коперника, показывая движение планет вокруг Солнца. При Петре I был создан первый в России планетарий: десять зрителей, помещавшихся посередине огромного вращающегося шара, на внутренней поверхности которого позолоченными гвоздями были обозначены звезды, могли изучать движение небесных светил. Интересные астрономические работы совершил генерал Яков Вили- мович Брюс, принадлежавший к числу ученейших людей того времени. Важные результаты были получены им, например, из наблюдений над солнечными пятнами. Он показал, что на рубеже XVII и XVIII веков пятен на Солнце было чрезвычайно мало. При содействии Петра I Брюс совместно с известным русским просветителем В. А. Киприяновым издал первый в России астрономический календарь. Ходячее мнение связывало имя русского астронома с астрологическими пророчествами, имевшимися в календаре. Однако тщательные исследования советского академика В. Г. Фесенкова показали, что Брюс и в малой мере не может быть заподозрен в серьезном отношении к астрологии. Астрологические прибавления, на помещение которых он пошел, издавая календарь, были только данью времени. Брюс был горячим сторонником учения Коперника. Переведенное им на русский язык сочинение голландского ученого X. Гюйгенса «Книга мирозрения, или мнение о небесноземных глобусах и их украшениях» содержит изложение системы Коперника и идей Джордано Бруно о множественности обитаемых миров. Исследование комет занимало важное место в трудах Ломоносова. 11
Духовенство и во времена Петра I пыталось запретить распространение этих учений. После же смерти Петра оно развернуло жестокую борьбу с коперниканской «ересью». Однако это не останавливало Ломоносова. Ои писал, что во вселенной: ...разных множество светов; Несчетны солнца там горят, Народы там и круг веков Вопреки настояниям святейшего синода, требовавшего запрещения книги французского ученого Фонтснеля «Разговоры о множестве миров», вышедшей в 1740 году в переводе известного русского писателя Антиоха Кантемира, Ломоносов добился выпуска второго издания этой «богопротивной» книги. Своими действиями Ломоносов так восстановил против себя церковников, что синод обращался к императрице Елизавете с ходатайством выдать ему Ломоносова «для вразумления». Астрономия влекла к себе Ломоносова и той пользой, какую она приносит в практических делах. Работам в области практической астрономии он и его друг академик Эйлер отдали немало сил. (О работах Эйлера рассказывается в разделе «Русские математики».) Борясь с реакционерами в науке, Ломоносов требовал свободного доступа молодым русским ученым в обсерваторию Академии наук, где служили исключительно иностранцы. Именно по настояниям Ломоносова наблюдения за прохождением Венеры были поручены русским астрономам Н. И. Попову, С. Я. Румовскому, Н. Г. Курганову р А. Д. Красильникову. На основе результатов наблюдений астрономов за прохождением Венеры Румовский сумел с большой точностью определить расстояние до Солнца. Ломоносов изобрел много важных астрономических приборов. Так, в 1762 году он создал отражательный телескоп оригинальной конструкции, значительно более простой и совершенный, чем прежние телескопы. К созданию такой же оптической системы через двадцать семь лет пришел и Гершель. Ученый сконструировал множе- Слева — маятник Ломоносова для ство астро-навигационных приборов: измерения силы земного тяготения. морской жезл АЛЯ определения ДОЛ- С права — схема отражательного ^ *т ,,л^«лдл™„ч „ „п„лтттг тл тгл^л телескопа Ломоносова. тоты> Устройство, С помощью которого с палубы качающегося корабля __ .- •*-. можно вести точные астрономиче- ~~"~ *"—- - ^ ские наблюдения; новые квадранты ^____^__^Л"1-1^^«„__^ и секстанты — приборы, служащие "Г""1*Г"1""~"*"~~ЗС^**() штУРманам кораблей для определе- *. - * ния углов возвышения небесных светил над горизонтом. Геодезисты получили от Ломоносова разработанный им «новый способ очень точный и очень простой находить и описывать полуденную линию», то есть определять направление меридиана. Ломоносов изобрел фотометрическую трубу — один из первых приборов для определения яркости небесных светил. Труба давала возможность сравнить их свет со светом Солнца. Прибор этот был, очевидно, построен и использован ученым; в его астрономических изысканиях оста- 12
лась запись: «На Сатурне свет не меньше, как здесь был в затмение солнечное». Ломоносовым был сконструирован маятник, наблюдая за качаниями которого можно было находить силу земного тяготения в месте, где находится прибор. В 1756 году Ломоносов построил «универсальный барометр». Предназначен он был, однако, не для того, чтобы отмечать изменения атмосферного давления, — прибор обнаруживал изменения силы земного тяготения. Два запаянных шара — один маленький, другой большой — соединялись П-образной трубкой (изгибом вниз). Средняя часть трубки представляла собой капилляр. В большой шар была налита ртуть. Над ртутью в нем была пустота. Маленький же шар был наполнен воздухом. Если земное притяжение, рассуждал Ломоносов, изменило свою величину, то ртуть в шаре станет или легче, или тяжелее — следовательно, она ослабит или усилит давление на воздух в маленьком шаре. Конец ртутного столба в капилляре должен будет сместиться. Чем более площадь сечения шара превышает площадь сечения капилляра, тем чувствительнее прибор, тем большим смещением ртути в трубке он отзовется на изменение силы земного притяжения. Пользуясь своим прибором, Ломоносов предпринял наблюдения за изменением земной тяжести. С универсальным барометром -связано одно любопытное происшествие. В 1940 году в Ленинграде состоялась конференция ученых, изучающих силу тяготения, — гравиметристов. На заседании было доложено о недавно изобретенном приборе для непосредственного измерения силы лунного притяжения. Участникам конференции были показаны чертежи прибора и объяснено его действие. Во время демонстрации чертежей попросил слова действительный член Академии наук УССР А. Я. Орлов; он сообщил, что этот прибор есть не что иное, как универсальный барометр Ломоносова, модель которого уже построена в Академии наук УССР. * ♦ * Русская астрономия, ранние годы развития которой связаны с именами Ломоносова и Эйлера, продолжала расти и крепнуть. В конце XVIII века было проведено много важных исследований, созданы новые обсерватории. В русских обсерваториях разрабатывались весьма совершенные методы наблюдений. Ученик Эйлера, астроном Исленьев, предложил новый метод, определения долготы, в основе которого лежало наблюдение за движением Луны относительно соседствующих с ней на небосводе звезд. Этот метод сразу же получил широчайшее распространение. Русские астрономы С. Я- Румовский и П. Б. Иноходцев точно определили местоположение многих географических пунктов нашей Родины. Ф. И. Шуберт составил важные астрономические таблицы и выпустил капитальные труды по теоретической астрономии. В конце XVIII века замечательные научные работы были проведены петербургским астрономом Андреем Ивановичем Лекселем. Известно, что 13 марта 1781 года английский астроном Гершель заметил на небе какое-то зеленоватое светило. В своем докладе Королевскому обществу Гершель писал о том, что им открыта какая-то странная комета, лишенная хвоста. 13
Проанализировав наблюдения, сделанные над неизвестным светилом, астроном А. И. Лексель в 1782 году вычислил его орбиту. Орбита получилась почти круговая, совсем не похожая на вытянутые эллипсы, по которым мчатся кометы. Строгими расчетами петербургский астроном доказал, что открытое светило не комета, а планета, находящаяся за планетой Сатурн. Это был Уран. Так с карандашом в руках Лексель обнаружил еще одного из членов семейства Солнца. Продолжая работу над вычислением орбиты новой планеты, Лексель обнаружил непонятное явление. Уран вел себя странно. Он как бы не подчинялся закону всемирного тяготения. Несмотря на то, что при вычислении орбиты Урана Лексель тщательнейшие образом учел воздействие на планету притяжения не только Солнца, но и соседних планет-гигантов в семействе Солнца — Сатурна и Юпитера, Уран нарушал все расчеты! Он то и дело уклонился от того пути, по которому должен был следовать. Отклонения в движении Урана казались необъяснимыми. Но Лексель не оставил своих исследораний. Он был убежден во всеобщности закона тяготения. Закон нарушаться не может. Если и создается впечатление, что закон нарушается, это означает только одно: неверны вычисления или что-то не учтено исследованиями. За Ураном находится еще какая-то неизвестная нам планета, к такому выводу пришел Лексель. Под действием ее протяжения Уран отклоняется с предвычисленного пути. Лексель был убежден в правильности своей догадки. О правомерности смелого предположения свидетельствовал и анализ орбит комет. Пролетая через окраинные области солнечной системы, лежащие за Ураном, кометы подчас сворачивали с предвычисленной орбиты. Много десятилетий поиски оставались тщетными. Трудно было заметить далекую неизвестную планету среди мириадов звезд, рассеянных по небосводу, — ведь и сама она должна была казаться с Земли слабенькой, неяркой звездочкой. И вот на помощь наблюдениям снова пришла теория. Молодой французский ученый Леверье и независимо от него англичанин Адаме, исходя из данных наблюдений за движениями Урана, математическими расчетами доказали, что за этой планетой должна находиться другая, неизвестная. В августе 1846 года Леверье закончил вычисления орбиты заурановой планеты. А через несколько дней берлинский астроном Галле, подучивший письмо от Леверье, нашел новую планету (ее назвали Нептуном) в том участке неба, на который указало перо математика! Открытие Нептуна было великим торжеством науки. Фридрих Энгельс писал: «Солнечная система Коперника в течение трехсот лет оставалась гипотезой, в высшей степени вероятной, но все-таки гипотезой. Когда же Леверье, на основании данных этой системы, не только доказал, что должна существовать еще одна, неизвестная до тех пор, планета, но и определил посредством вычисления место, занимаемое ею в небесном пространстве, и когда после этого Галле действительно нашел эту планету, система Коперника была доказана». Вспоминая об открытии Нептуна — этом дерзновении науки, мы по справедливости должны назвать и имя петербургского астронома Лек- селя. Он начал тот путь, который привел к открытию новой планеты. Этот путь был завершен трудом французского и английского ученых. 14
Конец XVIII века ознаменовался созданием новой важной области науки о вселенной — метеоритики. Камни, падающие с неба! В те времена многие ученые при этих словах лишь пожимали плечами. Известия о падении камнец с неба, — а таких известий было немало и в летописях, и в преданиях, и в рассказах очевидцев, — они считали досужими выдумками суеверных людей. Находки метеоритов не могли поколебать этих ученых. Они говорили, что это обычные камни земного происхождения, только оцаленные ударами молнии. Отрицая возможность падения камней с неба, некоторые из ученых исходили, казалось бы, из лучших побуждений: ведь падение метеоритов использовало духовенство всех религий в целях поддержания суеверного страха у своей паствы. Эти падения объяснялись как «небесные знамения», как «божья кара». Однако ученые,- не желавшие научно рассмотреть вопрос о метеоритах, поступали недальновидно. Ведь изучение метеоритов — пока что единственная возможность прикоснуться к внеземным мирам. Отказываясь от научного объяснения небесных явлений, они тем самым играли на руку духовенству, распространявшему суеверия. Иначе посмотрел .на этот вопрос ученый Э. Ф. Хладный, работавший в конце XVIII века в России. Он тщательно изучил огромный метеорит, привезенный в 1772 году в Петербург академиком П. С. Палласом из Сибири, так называемое Палласово железо. Метеорит был нацден в 1749 году кузнецом Медведевым, слышавшим от местных жителей, что эта железная глыба когда-то упала с неба. Исследовав структуру и состав Палласова железа, Хладный получил неопровержимое доказательство того, что оно не может быть земного происхождения. Результаты своих исследований он изложил в книге, вышедшей в 1794 году в Риге. В этой книге содержались убедительные доказательства космического происхождения и многих других железных и каменных глыб, найденных в других странах. Хладный показал, что между неоднократно наблюдавшимися явлениями огненных шаров на небе и странными камнями существует прямая связь. Эти камни — из межпланетного пространства, утверждал Хладньщ. Книгу Хладного, которой он заложил основы науки о метеоритах, некоторые ученые встретили нескрываемыми насмешками. Духовенство также ополчилось на Хладного. Ведь его учение подрывало сверхъестественные представления о мире. Но русские ученые высоко оценили труд своего сотоварища. После выхода книги Хладного ее автор был избран членом-корреспондентом Петербургской Академии наук. А в это время из некоторых музеев выбрасывали на свалку имевшиеся там метеориты. Ученые боялись, как бы их не заподозрили в невежестве за то, что они хранят у себя такой «хлам». Будущее показало, кто был прав. Через несколько лет после выхода в свет книги Хладного, в 1803 году, возле французского городка Легль выпал каменный дождь. Это был такой аргумент в пользу утверждений Хладного, что спорить больше уже 15
было невозможно. Ученый мир был вынужден признать внеземное происхождение метеоритов. Труд Хладного был предан забвению, и честь доказательства космической природы метеоритов досталась одному только знаменитому французскому физику Био, исследовавшему каменный дождь у Легля. Даже после этого дождя многие ученые медлили с признанием космического происхождения метеоритов. Ценный вклад в метеоритику внес в 1804 году академик Ловиц: он первым применил для исследования метеоритов петрографический метод, которым ранее пользовались при изучении земных пород. В развитии науки о небесных камнях важное значение имели книга харьковского профессора Афанасия Василий Яковлевич Струве. Стойковича «О воздушных камнях и их происхождении», вышедшая в 1807 году, и сочинение химика Ивана Мухина «О чудесных дождях и о ниспадающих из воздуха камнях (аэролитах)», напечатанная в 1819 году. Многие отечественные ученые занялись исследованием метеоритов. В Академии наук стали создавать метеоритную коллекцию. Уже в 1811 году в ней насчитывалось семь метеоритов. Замечательными открытиями прославил русскую науку астроном первой половины XIX века Василий Яковлевич Струве (1793—1864). Создатель многих замечательных приборов, автор новых методов астрономических измерений, Струве, обобщив опыт своих предшественников в этой области: Ломоносова, Эйлера и их учеников Исленьева, Румов- ского, Иноходцева, открыл своими трудами эру точной астрономии. Струве основал знаменитую Пулковскую обсерваторию, прославившуюся на весь мир сделанными в ее стенах исследованиями. План работы обсерватории, разработанный русским ученым, и сейчас поражает обширностью и глубиной. План предусматривал чисто астрономические наблюдения: определение положения звезд и планет, измерение аберрации и т. д. Оговорены были и геодезические наблюдения, а также необходимость постоянного и Тщательного исследования самих приборов наблюдения: телескопов, хронометров, уровней и т. д. Много десятилетий успешно работала обсерватория по этому плану. Деятельность Пулковской обсерватории вызывала восхищение ученых всего мира. Пулково стали называть «астрономической столицей мира». Директор Гринвичской обсерватории Эри писал: «Я ничуть не сомневаюсь в том, что одно пулковское наблюдение стоит по меньшей 16
мере двух сделанных где бы то ни было в другом месте». В 1848 году французский физик Био, рассказывая о Пулковской обсерватории, говорил, что «Россия имеет научный памятник, выше которого нет на свете». Точные астрономические методы, созданные Струве, не являлись для него самоцелью. Струве не был ограниченным регистратором звезд. Занести на карту еще одну звезду, уточнить положение еще одного небесного тела — не в этом он видел свою задачу. Наблюдения давали ему материал для выдающихся обобщений, для создания новых глав астрономии. В 1837 году Струве сумел измерить годичный параллакс звезды — угол, под которым со звезды виден радиус земной орбиты. В своих исследованиях Струве пользовался методом, предложенным великим итальянским ученым- Галилеем. Галилей рассуждал так. Раз Земля движется по орбите, то открывающаяся наблюдателю картина звездного неба должна меняться. Более близкие к нам звезды должны как бы перемещаться на фоне звезд, находящихся от нас на более далеком расстоянии, подобно тому как деревья, растущие неподалеку от реки, для плывущего по реке на лодке кажутся перемещающимися на фоне домов далеких деревень. Если уловить, замерить смещение во взаимном расположении каких-либо звезд на небосводе в моменты, когда Земля находится сначала на одном, потом на прямо противоположном конце поперечника своей орбиты, рассуждал Галилей, то можно будет вычислить параллакс более близкой звезды. Много раз пробовали астрономы обнаружить смещение звезд, но добиться успеха не могли. Да это и понятно. Измерение годичных параллаксов звезд и для современной техники астрономических исследований — дело не простое. Звезды необычайно далеки от Земли. По сравнению с расстоянием до них ничтожно мал даже радиус земной орбиты. Ничтожно малы и углы, под которыми виден он со звезд. Параллакс даже ближайших звезд и то измеряется лишь долями секунды. А ведь и целая секунда — угол чрезвычайно малый. Чтобы поперечник гривенника стал нам виден под углом в одну секунду, монету надо рассматривать с расстояния в три с лишком километра. Неуловимо малы и смещения во взаимном расположении звезд при наблюдении их с разных мест земной орбиты. Пулковская обсерватория 2 Рассказы
\ \ \ р \ \ \ Годичный параллакс звезды — угол, под которым с этой звезды виден радиус земной орбиты. Двойная звезда — это два светила, обращающиеся» вокруг общего центра. Неудачи, в течение трехсот лет преследовавшие астрономов, пытавшихся измерить годичные параллаксы звезд, радовали противников учения Коперника: раз смещения звезд не наблюдаются, говорили они, значит Земля неподвижна. Однако неизменные разочарования, постигавшие его предшественников, не отпугнули Струве. Он смело взялся за труднейшую задачу. Ученый решил измерить параллакс одной из ярчайших звезд северного неба — Беги, главной звезды созвездия Лиры. Раз звезда Вега кажется столь яркой, рассуждал ученый, то она, очевидно, находится на сравнительно близком расстоянии от нас. Опорной точкой в своих исследованиях он выбрал слабенькую, а значит, по-видимому, очень далекую звездочку по соседству с Вегой. Три года затратил Струве на наблюдение за взаимным расположением Беги и соседней звездочки. Создатель точных астрономических методов сумел уловить смещение этих звезд относительно друг друга. Параллакс Беги был измерен. Русский астроном сторицей был вознагражден за свой труд. Найдя параллакс Беги, он определил тем самым угол при скрывающейся в небесных далях вершине гигантского треугольника, образованного Солнцем, Землей и звездой Вегой. Величина радиуса земной орбиты — основания этого треугольника — была уже давно известна. Теперь был найден параллакс Веги. Стало доступным с помощью простых математических вычислений определить величину длинных сторон треугольника. Вычислить расстояние до звезды! Словно чудесным лотом коснулся Струве миров в глубине вселенной. Результат его измерения показал, насколько удалены от земли звезды, каков масштаб вселенной. Обнаружив изменения в картине звездного неба при наблюдении его в разные времена года, Струве получил сильнейшее подтверждение учения Коперника о движении Земли вокруг Солнца, вырвал из рук противников этого учения аргумент, которым они столько лет пользовались. Измерение, сделанное русским ученым, было великой победой астрономии. Мировую славу завоевали и классические работы Струве, посвященные исследованию двойных звезд. Двойная звезда — это как бы содружество двух светил. Неразлучно связанные силами тяготения, кружатся они вокруг лежащего между ними их общего центра тяжести. Отыскать двойную звезду — дело нелегкое. Невооруж'енному глазу все двойные звезды кажутся обычными, одиночными звездами. Даже сильнейшие телескопы не могут иногда показать, двойные ли это звезды. Часто их приходится разгадывать только по косвенным признакам. Например, некоторые двойные звезды выдает периодическое изменение их яркости: орбиты звездной пары расположены по отношению к наблюдателю так, что звезды, вращаясь, попеременно заслоняют друг друга. И наоборот, существует немало звезд, только кажущихся двойными. Наблюдая такие звезды, астроном видит на небе две тесно сближенные звезды. Но близость их обманчива. Эти звезды лишь видны приблизительно в одном направлении, но на самом деле находятся на огромном расстоянии одна от другой. Нужно было быть таким проницательным и неутомимым следопытом вселенной, как Струве, чтобы в то время, при слабой еще технике наблюдения, суметь найти в глубинах неба многие двойные звезды. Ве- 18
ликий астроном обнаружил более трех тысяч двойных звезд. Струве тщательно исследовал их, определял расстояние между звездами, их взаимоположение, орбиты звезд. Изучение многих из двойных звезд, начатое В. Струве, было продолжено его сыном, астрономом О. Струве. Периоды обращения звезд в целом ряде звездных пар исчисляются многими десятилетиями, и человеческой жизни мало, чтобы проследить их орбиты. Изучение двойных звезд имеет большое значение. Наблюдения за движением звездных пар дали могучее подтверждение всеобщности законов тяготения. Наблюдения эти позволили, кроме того, вычислить массы звезд. И в наше время точно «взресить» звезды можно, только пользуясь наблюдениями над двойными звездами. В 1847 году Струве опубликовал свой знаменитый труд по звездной астрономии. В этой книге был впервые подробно изложен и применен созданный ее автором метод звездной статистики. Звездная стастистика — одна из важнейших областей астрономии. Изучая густоту распределения звезд на различных участках небесного свода, классифицируя звезды по их видимым яркостям, по их видимым перемещениям, звездная статистика ищет ответы на вопросы об истинном распределении звездных миров в пространстве, об их истинных яркостях, движениях, скоростях. Все эти вопросы необычайно важны для познания строения и развития звездной вселенной. В целом методы звездной статистики помогли, например, узнать, что область, занимаемая Галактикой — огромной звездной системой, в которую входит и наше Солнце с его семьей планет, имеет форму чечевицы. Схема Галактики при наблюдении Обобщая результаты наблюдений сбоку, справа — при взгляде над распределением звезд на небесном сверху. своде, Струве вывел замечательную e 0 o формулу, показывающую, как умень- ° 0 о о 0 шается плотность распределения звезд о°0 0 0°°о в пространстве по мере удаления от ° ^.^.^^^^...^^v.,...° плоскости экватора галактической си- ^г-;*лг?^г^'-^:-^^--.^>«:^^ ° в стемы к ее «полюсам». ° 0 ° о ° Изучая вселенную, Струве пришел © ° © о о к замечательной мысли о том, что су- ° ° ° ществует поглощение света звезд в межзвездном пространстве. Проходя в мировом пространстве, свет хотя и ничтожно, но все же ослабляется. Ученый утверждал, что космическое пространство, вопреки существовавшему мнению, не абсолютно прозрачно. Дальнейшее развитие астрономии подтвердило справедливость предвидения русского ученого. В 1930 году астрономы сумели получить непосредственное доказательство существования поглощения света звезд в межпланетном пространстве. Доказано, что в пространстве между небесными телами есть мельчайшая космическая пыль. Много сделал Струве и в геодезии. Сорок лет под его руководством трудились русские ученые, измеряя отрезок дуги меридиана между Дунаем и Ледовитым океаном. Длина меридиана была определена с точностью, давшей картографии надежные данные для составления карт. В истории науки это была одна из величайших геодезических работ. 2* 19
Федор Александрович Бредихин. Труд Струве открыл возможность определить форму Земли. Оказалось, что Земля несколько сплюснута со стороны полюсов. Жизнь Струве была непрерывным напряженным трудом. Дела замечательного ученого, основателя Пулковской обсерватории, в которой воспитывались многие поколения русских астрономов, бессмертны в истории науки о вселенной. В истории естествознания имя русского астронома Федора Александровича Бредихина (1831— 1904) — одно из самых выдающихся. В Московском университете, а с 1890 года в Пулковской обсерватории Бредихин создал работы мирового значения. Главные из них посвящены теории комет. Эти космические странницы, внезапно появляющиеся из глубин неба, огибающие Солнце и снова исчезающие в просторах вселенной, давно приковывали внимание людей. В свитках папирусов, в летописях, в протоколах астрономических наблюдений встречается немало описаний и изображений хвостатых небесных тел. К середине XIX века в науке о небе скопилось огромное количество сведений о кометах. Нужен был всеобъемлющий ум, который смог бы, используя разрозненные наблюдения, раскрыть физическое строение комет, объяснить причину образования их хвостов и другие явления. Такого ученого дала русская астрономия. Создавая свою теорию кометных хвостов, Ф. А. Бредихин исходил из твердого убеждения, что Солнце действует на комету двояко. Силою своего тяготения оно притягивает комету. Но если бы существовало только это действие, хвост кометы был бы направлен к Солнцу. Однако он изгибается так, как если бы со стороны Солнца дул ветер. Подобно Кеплеру и Ломоносову, Бредихин говорил, что действуют, очевидно, и какие-то другие силы, отталкивающие хвост кометы. Свои соображения Бредихин облек в строгую математическую форму. Он вычислил для различных комет величину предполагаемых сил, отталкивающих хвосты. Все кометные хвосты он разделил на три типа: длинные хвосты; отклоненные почти прямо от Солнца, хвосты, похожие на широкий рог, отклоненные не столь сильно, и, наконец, хвосты короткие, почти не отклоненные. Теория Бредихина объясняет, что форма хвоста кометы зависит от соотношения между силами притяжения и отталкивания, действующими на него. Чем разительнее сила отталкивания, тем круче отброшен кометный хвост от Солнца. Развивая свою теорию, Бредихин высказал предположение, что силы отталкивания действуют тем сильнее, чем легче вещество, из которого состоит кометный 20
хвост. Хвосты разных форм, говорил Бредихин, различаются и своим химическим составом: хвосты первого типа состоят из легчайших веществ, хвосты второго типа — из веществ более весомых, а третьего типа — из веществ самых тяжелых. Бредихин дожил до времени, когда русский физик П. Н. Лебедев начал свои знаменитые опыты, доказывающие существование светового давления. Опыты Лебедева подтвердили догадку Бредихина об отталкивающем действии со стороны Солнца. Поток солнечных лучей действует на кометные хвосты подобно ветру. Русский астроном также впервые высказал мысль о том, что в состав некоторых комет должны входить натрий и железо, тогда как астрономы того времени были убеждены, что в хвостах комет содержатся только углеводороды. Вскоре, в 1882 году, спектральный анализ света двух комет действительно обнаружил в их хвостах натрий и железо. Классификация кометных хвостов — одно из крупнейших достижений Бредихина. Дополненная и уточненная, она и ныне лежит в основе классификации кометных форм. Происхождение кометных хвостов Бредихин объяснял «фонтанной» теорией, считающей, что хвосты комет образуются из веществ, извергаемых ядром кометы, когда оно сильно нагревается при приближении к Солнцу. Русский астроном дал этой теории и филигранную математическую отделку. Ученый вывел целый ряд формул, помогающих точно рассчитать движение частиц, вылетающих из ядра кометы. Теория Бредихина объяснила много загадочных прежде явлений, наблюдавшихся в некоторых кометах: движения отдельных струек и облакообразных масс, поперечные полосы в них. Раскрыл Бредихин и тайну аномальных хвостов, повернутых в сторону Солнца. Для таких хвостов, показал Бредихин, сила притяжения Солнца значительно превышает силу отталкивания, так как хвосты эти состоят из крупных, тяжелых частиц. Наблюдая и исследуя аномальные хвосты, Бредихин создал теорию образования метеорных потоков, значительно более точную и всеобъемлющую, чем теория известного итальянского ученого Скиапарелли, считавшего, что метеорные потоки образуются только при распаде комет на части. Бредихин же убедительно доказал, что метеоры порождаются «хвостатыми звездами» и тогда, когда они еще продолжают существовать как кометы. Выбрасывая твердые частицы, рассеивающиеся по орбите, они оставляют за собой рой метеорных пылинок. Бредихин создал также теорию периодических комет — комет, регулярно, через определенные сроки появляющихся на небе. Ранее полагали, что такие кометы образуются в результате «пленения» их большими планетами, делающими их членами солнечной системы. Бредихин доказал неосновательность такого предположения. Чтобы комета резко изменила свою траекторию, она должна пройти весьма близко около планеты. Такие сближения — редкий случай. А вместе с тем периодических комет очень много. Каково же их происхождение? Дело не в захвате, объясняет Бредихин, а в делении одной и той же кометы на несколько других. Одна комета может стать родоначальницей целого семейства. Теория Бредихина, явившаяся ключом к объяснению удивительного сходства в составе различных периодических комет, была полностью подтверждена развитием астрономии. Теория же «захвата» комет была 21
Изменение формы ко- метного хвоста при обходе кометой Солнца. Перед движущимся источником звука звуковые волны как бы сгущаются. Для наблюдателя звук приближающегося источника кажется поэтому более высоким. впоследствии опровергнута советской наукой. Советские астрономы доказали, что все без исключения кометы — это члены солнечной системы, а не пришельцы из других миров. Теория Бредихина о кометных хвостах, метеорных потоках и периодических кометах — это единое, гармонично- прекрасное в своей завершенности произведение. Наследие Бредихина не исчерпывается, однако, исследованиями комет. Он оставил работы в области спектрального анализа солнечной короны и протуберанцев — огненных языков на поверхности Солнца. Имя Бредихина уже при жизни ученого получило известность. Многие научные учреждения и в России и за границей избрали его своим членом. Бредихин был членом Российской Академии наук, президентом Русского астрономического общества и Московского общества испытателей природы, членом Бюро долгот (Франция), членом-корреспондентом Королевского астрономического общества в Лондоне, Ливерпульского астрономического общества, общества итальянских спектроскопистов и т. д. Труды ученого оказали плодотворное влияние на развитие науки в России и зарубежных странах. Русская наука чтит Бредихина и как воспитателя астрономов, пропагандиста научных знаний. Возглавляя Пулковскую обсерваторию, Бредихин провел там замечательные преобразования. После его прихода в обсерваторию получила широкое развитие астрофизика — наука, изучающая физические свойства небесных тел. Изменил Бредихин и общественное лицо обсерватории. Ученый-патриот широко распахнул двери Пулкова для молодых ученых. «Как истинно русский человек, — писал в 1904 году о Бредихине знаменитый астроном А. А. Белопольский, — он с замечательною для своего времени энергией, можно сказать против течения, отстаивал научное национальное самосознание; он его всячески старался внушить своим ближайшим ученикам; насколько он был скромен и требовал разумной научной скромности от своих учеников, настолько же он был врагом несправедливого унижения перед Западом в русских людях». Достойным преемником Бредихина был выдающийся русский астроном Аристарх Аполлонович Белопольский (1854—1934). Белопольский обосновал и широко ввел в астрономию новый метод наблюдения небесных тел, — он заставил их рассказывать о том, куда, к нам или от нас, и с какой скоростью они движутся. Теория говорила, что если источник света приближается к наблюдателю, то число световых волн, попадающих за единицу времени в глаз наблюдателя, должно быть большим по сравнению с тем случаем, когда расстояние между источником и наблюдателем неизменно. Так, пароход, движущийся навстречу волнам, рассекает носом большее число гребней, чем пароход, стоящий на причале. При приближении источника частота света как бы увеличивается. Значит, вое линии в спектре света, излучаемого летящим к наблюдателю источником, должны будут сдвинуться в сторону коротковолновой части спектра. Иное должно произойти, когда источник удаляется от наблюдателя. Линии спектра переместятся в обратную сторону. Эти явления должны быть тем разительнее, чем больше скорость источника света. В акустике подобное явление было известно давно. Тон свистка приближающегося паровоза тотчас же меняется на более низкий, когда паровоз, миновав наблюдателя, начинает от него удаляться. 22
Аристарх Аполлонович Белопольский. Но будет ли эго справедливо и для световых явлений? Прежде чем пользоваться теорией в астрономических исследованиях, надо было проверить ее, нужен был опыт. Для световых явлений экспериментальная проверка эффекта изменения частоты в зависимости от движения источника представляла собой невероятные трудности. Чтобы эффект был заметен, скорость источника колебаний должна быть сравнима со скоростью распространения самих этих колебаний. Для звука эффект проверялся просто. Скорость звука не так велика — немного более 300 метров в секунду. Уже такой сравнительно медленно движущийся источник, как свисток паровоза, дает возможность без особых ухищрений, прямо на слух, убедиться в том, что частота звука действительно меняется. Но скорость света неизмеримо больше скорости звука: 300 тысяч километров в секунду. Где найти в земных условиях достаточно быстрый источник света? Белопольского эта трудность не остановила. Он сумел создать в лаборатории необычайно быстро движущийся источник света, заставив свет многократно отражаться в зеркалах, подобно лопастям, укрепленным на вращающихся колесах. Изображение неподвижного источника света в бешено вращающихся зеркалах перемещалось с громадной скоростью и являлось как раз той искусственной летящей звездой, которая нужна была ученому. Источник света мог по желанию удаляться и приближаться в зависимости от направления вращения. С помощью своей установки астроном доказал, что теория безукоризненно верна. Линии спектра перемещались в полном согласии с предсказаниями науки. После опытов Белопольского (1894—1899 гг.) стало возможным уверенно применять теоретические формулы к астрономическим исследованиям. Спектрограф — прибор для изучения спектрального состава света — стал в руках Белопольского измерителем скорости движения небесных тел. Перед астрономами открылась величественная картина летящих в пространстве миров. От спектрографа не укрывается и вращение светил вокруг собственной оси. Ведь при таком вращении один край светила идет на наблюдателя, в то время как другой от него уходит. Линии спектра, рождаемого лучами, Заставив свет отражаться в зеркалах, укрепленных на вращающихся колесах, Белопольский смог в своей лаборатории получить невероятно быстро перемещающийся источник света. ^ <N о 23
г лисе 7вГ § II ■ i I I 1Д 1 х JL JL § S 5 S И в.. Спектр двойных звезд. При движении звезд каждая линия спектра расщепляется на две двигающиеся в разные стороны линии (верхний рисунок). Если свет одной из звезд слишком слаб по сравнению со светом другой, то на спектре видны колебания линий только одной звезды (нижний рисунок). идущими от приближающихся участков, сдвигаются в иную сторону, чем линии спектра света, излучаемого участками отдаляющимися. Вследствие смещений и вправо и влево линии спектра как бы размываются. Измеряя получившееся расширение, можно определить скорость вращения светила. Метод Белопольского стал верным средством исследования двойных звезд. Спектр двойной звезды образуется наложением друг на друга спектров звезд, составляющих пару. Когда звезды находятся в таком положении, что они движутся под прямым углом к лучу наблюдения — не отдаляются от наблюдателя и не приближаются к нему, линии в их спектрах совпадают. По мере вращения одна из звезд приближается к наблюдателю — все линии ее спектра начинают сдвигаться в сторону коротких волн. Вторая звезда в это время удаляется; следовательно, линии ее спектра распадаются на две расползающиеся в разные стороны линии. Когда скорость звезд вдоль луча наблюдения достигнет максимума, расстояние между разошедшимися линиями спектра будет наибольшим. Затем линии сходятся все ближе и ближе и, наконец, снова превращаются в одинарные. В спектре двойных звезд линии как бы пульсируют. Спектральный метод дает возможность не только обнаружить двойную звезду. Изучая пульсацию спектральных линий, астроном определяет орбиты звезд, вычисляет период их вращения. С помощью своего метода Белопольский одержал много научных побед. Установив, что внутренняя часть кольца, окружающего планету Сатурн, вращается быстрее, чем внешние участки кольца, Белопольский неопровержимо доказал, что кольцо Сатурна состоит из отдельных метеоритов. Если бы оно было сплошным, подобным колесу, то быстрее вращались бы его внешние участки. Применяя спектрограф, Белопольский исследовал вращение самого Солнца, открыл много новых двойных звезд и доказал, что некоторые звезды, считавшиеся ранее двойными, на самом деле обычные, одиночные. РУССКИЕ ФИЗИКИ Велики и всеобъемлющи законы физики. Арена действия сил и процессов, изучаемых ею, — все мироздание. Законы, управляющие физическими явлениями, необходимо знать и астроному, и геологу, и химику, и врачу, и метеорологу, и инженеру любой специальности. В разнообразные двигатели, машины, станки и сооружения воплощаются победы, одержанные физиками. Труды русских физиков дают нам замечательные образцы использования всех средств научного исследования: наблюдения, опыта, теоретического анализа. У наблюдателей целый арсенал приборов, многократно обостряющих человеческое чувство. Есть и приборы, обнаруживающие то, что неспособен ощущать человек — улавливающие радиоволны, замечающие отдельные атомы и даже электроны. Хорошо поставленный опыт — это умело заданный природе вопрос. Ставя опыты, исследователи познают тайны природы, как бы беседуя с нею. 24
Как и наблюдение, опыт, эксперимент — необходимое звено в научном исследовании. Ежедневно в лабораториях всего мира ставятся тысячи опытов. Одними опытами уточняют удельные веса веществ, другими узнают их твердость, третьими измеряют температуру плавления и т. д. Это повседневные опыты. Они похожи на движение пешехода по равнине. После каждого такого опыта — шага — мы все больше и больше подробностей узнаем о мире. Но есть опыты, подобные восхождению на горную вершину или полету ввысь, когда открывается вид на новую, неведомую страну. Эти великие опыты на многие годы определяют развитие всей науки. Подлинный исследователь внимательно использует наблюдение и опыт. Он не раб их, а властитель. Смело устремляется мысль исследователя в дерзновенный полет, чтобы увидеть главное, познать основные законы. И гипотеза, теоретически созданная сегодня, блестяще подтверждается завтра, при помощи новых методов наблюдения и эксперимента опыт выступает высшим судьей гипотезы. Красной нитью через всю историю передовой русской науки проходит стремление найти именно главные, фундаментальные законы, управляющие миром. Наблюдение, опыт и математический анализ были для физиков средством проникнуть в самую суть явлений. Русские физики создали немало теорий, правильность которых была подтверждена впоследствии, с развитием новых методов наблюдения и эксперимента. Передовые русские ученые не раз восставали против принятых в их время теорий и смело прокладывали дорогу новому. * * * Гигантским броском в будущее было все творчество Михаила Васильевича Ломоносова — этого необыкновенного в своей мощи и разносторонности гения, который, по словам Пушкина, «соединяя необыкновенную силу воли с необыкновенною силою понятия... обнял все отрасли просвещения... Всё испытал и всё проник». Порой на целые столетия опережая свое время, творил Ломоносов. Одна из величайших побед ученого — открытие всеобщего закона природы — закона сохранения. Закон впервые был им четко сформулирован в письме к Эйлеру от 5 июля 1748 года, а позднее — в 1760 году — опубликован в более уточненной формулировке в работе «Рассуждение о твердости и жидкости тел...». Вот что писал он в этой работе :«Все перемены в Натуре случающиеся такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому. Так, ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте; сколько часов положит кто на бдение, столько же сну отнимет. Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения: ибо тело-, движущее своею силою другое, столько же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает». Ломоносов экспериментально доказал законы сохранения массы при химическом взаимодействии (смотри главу «Русские химики»). «Этими опытами, — пишет советский ученый С. А. Погодин, — Ломоносов впервые доказал, что вес (масса) веществ до реакции равен их весу (массе) после реакции, то есть при химическом взаимодействии вещество не 25
творится и не исчезает. Тем самым положение о сохранении массы Ломоносов сделал количественным законом природы и ввел его в химическую практику». Идея о сохранении вещества высказывалась еще древнегреческими философами-материалистами — Демокритом, Эмпедоклом и другими. На такой точке зрения стояли Г. Галилей, Ф. Бэкон, Д. Бруно, Э. Мариотт и другие естествоиспытатели и философы. После опытов Ломоносова эта мысль, существовавшая в качестве общефилософского положения, стала законом природы. Большой вклад внес Ломоносов и в развитие взглядов на движение. Жившие до него ученые — великий французский естествоиспытатель Рене Декарт, сформулировавший положение о сохранении количества движения, и знаменитый немецкий математик Готфрид Лейбниц, который вывел закон сохранения живых сил — кинетической энергии, рассматривали только самый простой вид движения — механическое движение. Ломоносов же, как пишет С. А. Погодин, «...высказал мысль о сохранении движения не только по отношению к механическому движению (то есть перемещению тела в пространстве), но и по отношению ко всем видам движения. Эта мысль Ломоносова получила подтверждение и конкретизацию в открытом Р. Майером (1842) и Г. Гельмгольцем (1847) законе сохранения энергии. Однако никому из них не удалось подняться до содержащейся в законе Ломоносова идеи взаимосвязи материи и движения». Приоритет в открытии закона сохранения вещества долгое время приписывался Лавуазье. Но Лавуазье был четырехлетним ребенком, когда рукой Ломоносова был начертан великий закон сохранения. Кроме того1, сейчас документально установлено1, что даже о независимом открытии Лавуазье не могло быть и речи: Лавуазье знал труды Ломоносова. Необходимо заметить, что и сам Лавуазье, этот выдающийся французский ученый, не претендовал на честь открытия закона сохранения вещества. Величие идей Ломоносова, изложенных им в письме к Эйлеру, не исчерпывается открытием законов сохранения вещества и движения. «(...Ломоносов, — писал академик С. И. Вавилов, — говорит о любых «переменах в Натуре случающихся», об их общем сохранении, и только в качестве примеров он перечисляет отдельно взятые сохранение материи, сохранение времени, сохранение силы. Можно предполагать, что перед умственным взором Ломоносова, когда он наносил на бумагу приведенные строки, вырисовывалось несравнимо более широкое и глубокое понятие материи, чем тот ограниченный, специализированный образ, характеризуемый только массой и «непроницаемостью», который имели в виду физики XVIII века, говоря о материи». Академик С. И. Вавилов писал: «Ломоносов на века вперед как бы взял в общие скобки все виды сохранения свойств материи. Глубочайшее содержание великого начала природы, усмотренного Ломоносовым, раскрывалось постепенно и продолжает раскрываться в прогрессивном историческом процессе развития науки о природе». Начало сохранения раскрывается в установленном физикой законе взаимосвязи массы и энергии. В современной физике вырисовывается и еще один закон сохранения — закон сохранения электрического заряда. Алгебраическая сумма зарядов остается неизменной при любых превращениях вещества. При 26
встрече, например, электрона (всегда заряженного отрицательно) и позитрона — носителя положительного заряда — эти частицы превращаются в фотон — частицу незаряженную. И до реакции и после нее алгебраическая сумма зарядов равна нулю. «Этапы раскрытия широчайшего начала, замеченного Ломоносовым, несомненно, еще не исчерпаны, — указывал С. И. Вавилов, — и дальнейшая история науки встретится с новыми частными законами сохранения и с новым, еще более широким синтезом и объединением». Далеко вперед от воззрений своих современников ушел Ломоносов, развивая атомистическую тео- Михаил Васильевич Ломоносов. рию и закладывая основы теории теплоты, газов и электричества. Ко времени Ломоносова в физике был подробно разработан только один ее раздел — механика, наука о простых механических движениях. В оптике же, в учениях о теплоте, электричестве, газах и жидкостях господствовали иногда самые фантастические идеи. Ученые говорили о световой и электрической жидкости, о теплороде, носителе теплоты, об «упругой жидкости», являющейся якобы причиной расширения газов. Ломоносов не мог удовлетвориться только накоплением фактов, наблюдением новых явлений и описанием их. «...Для чего столь многие учинены опыты в физике и в химии? Для чего столь великих мужей были труды и жизни опасные испытания? Для того ли только, чтобы, собрав великое множество разных вещей и материй в беспорядочную кучу, глядеть и удивляться их множеству, не размышляя о их расположении и приведении в порядок?» — насмешливо спрашивал Ломоносов ученых-эмпириков. Соединяя в себе замечательного экспериментатора с великим теоретиком, Ломоносов стремился проникнуть в самую суть разнообразных явлений природы, отыскать общий ключ к их объяснению. Ломоносов утверждает, что явления, происходящие в веществе, можно будет объяснить только тогда, когда будут решены вопросы: что такое вещество, как оно построено, из чего состоит? На основной вопрос естествознания он отвечает с позиций атомистической теории (об этом рассказывается в следующей главе — «Русские химики»). Все тела, утверждает ученый, состоят из мельчайших элементарных частиц, находящихся в постоянном движении. От движения и состояния этих частиц зависят все свойства тел. В руках у Ломоносова атомистическая теория, обогащенная им многими'ценными открытиями, становится могучим орудием познания мира, ключом к объяснению и химических и физических явлений. 27
Рисунок М. В. Ломоносова, показывающий механизм передачи теплоты. -10 JV-x Необычайно разностороннее творчество Ломоносова являет собой в то же время пример необыкновенной цельности. Все, чем занимается ученый, будь то геология, химия, физика или метеорология, — все он пронизывает единой идеей, стремясь объяснить все явления с точки зрения атомистической теории. Во всех своих работах он неуклонно развивает материалистические идеи. Ломоносов утверждал материальность всей вселенной, ему было ясно, что весь мир — это бесконечная, находящаяся в постоянном движении и развитии материя. Он знал, что подобно тому, как материю нельзя мыслить без движения, так и движения не может быть без материй. А ведь и сейчас эти истины недоступны для реакционно настроенных ученых буржуазных стран. Ломоносов обрушивается на современные ему идеалистические гипотезы о чудесных жидкостях, подвергает их уничтожающей критике. «В наше время причина теплоты, — писал он, — приписывается особой материи, называемой большинством теплотворной, другими эфирной, а некоторыми — элементарным огнем... Это мнение в умах многих пустило такие могучие побеги и настолько- укоренилось, что можно прочитать в физических сочинениях о внедрении в поры тел названной выше теплотворной материи, как бы притягиваемой каким-то любовным напитком; и наоборот, и о бурном выходе ее из пор, как бы объятой ужасом», — смеется он над сторонниками гипотезы теплорода. А что же такое тепло? Пользуясь своей атомистической теорией, Ломоносов дает замечательно простой и, как показало дальнейшее развитие науки, правильный ответ. В 1744 году в своей диссертации «Размышление о причине теплоты и холода» он пишет: «Теплота состоит во внутреннем движении собственно материи... Внутреннее движение, в смысле количества, может увеличиваться и уменьшаться, почему разные степени тепла определяются скоростью движения... Для произведения любого градуса теплоты достаточна различная скорость движения материи». Ломоносов говорил, что теплота состо-ит во вращательном движении частиц, составляющих тело. Он считал, что, только предположив такой характер движения частиц, можно объяснить, по-чему форма тела и его внешний вид при нагревании не меняются. Распространение теплоты, по Ломоносову, есть следствие того, что частицы при соприкосновении передают друг другу свое вращение. Далеко проникает смелый взор Ломоносова: ученый предугадывает существование предельно низкой температуры — абсолютного нуля, по современной терминологии. Такая температура, говорит он, соответствует состоянию покоя частиц, составляющих вещество. Механическая теория тепла дает ему возможность гениально просто определить и причины плавления твердых тел и испарения жидкостей; он объясняет эти явления ослаблением сцепления частиц веществ под действием нагрева. Ломоносов распространяет открытый им закон сохранения и на тепловые явления. Он показывает, что и здесь запас движения остается неизменным. В бессмертном сочинении Ломоносова есть и такие многозначащие строки: 28
«Холодное тело В, погруженное в тело А, не может воспринять большую степень теплоты, чем какую имеет тело А». Содержание этих строк знакомо всякому, кто изучал термодинамику. Это одна из формулировок так называемого второго закона термодинамики, вошедшего в физику даже позднее, чем закон сохранения энергии. Так, неся смерть теории теплорода, рождалась одна из величайших теорий физики — механическая теория тепла. Ломоносов не был понят современниками. Еще долгое время физики продолжали говорить о теплороде. Даже в 20-х годах XIX столетия пользовались этим понятием. Теплород фигурировал в трудах такого крупного ученого, как французский физик Сади Карно. Только в середине XIX века механическая теория теплоты, разработанная и утвержденная трудами знаменитых ученых Майера, Джоуля,, Клаузиуса, Гельм- гольца, находит повсеместное признание, становится основой всей термодинамики и энергетики. Дерзновенная мысль Ломоносова не останавливается в своем полете. Отбросив гипотезу о некоей таинственной «упругой жидкости», он применяет атомистику как надежное орудие и для истолкования явлений, происходящих в газах. В 1748 году в работе «Попытка теории упругой силы воздуха» ученый писал: «...мы будем основываться на движении — и увидим, что при помощи этого важного свойства нам удастся более правильно объяснить то, что до сих пор составляло лишь предмет пожеланий». Стремление газа расшириться и давление, оказываемое им на стенки сосуда, есть непременное следствие постоянного движения молекул газа, считает Ломоносов. Сталкиваясь м£жду собой и отскакивая друг от друга, частицы стремятся разлететься во все стороны. Удары частиц о стенки сосуда и есть причина давления, производимого газом. Ученый связывает теорию газов со своей теорией теплоты: большему нагреву газа соответствует и большая скорость его частиц, а значит, и большая сила их ударов. Потому-то давление газов при нагревании возрастает. Рассматривая газ как бесчисленный рой хаотически движущихся частиц, Ломоносов подвергает теоретическому анализу опытный закон Бойля—Мариотта, говорящий об обратной пропорциональности между давлением газа и его объемом. Замечателен способ, которым пользовался Ломоносов. Здесь неприемлемы обычные методы механики. Невозможно, да и не нужно рассчитывать действие каждой отдельной частицы. На помощь физике необходимо призвать статистику. Рассчитывая суммарное действие молекул, физик должен иметь в виду, что в каждый момент число молекул, летящих в каком-либо направлении, должно быть в силу хаотичности их движения равно числу молекул, движущихся в любом другом направлении. Поэто-му равные участки стенок сосуда получат за единицу времени одно и то же число ударов. Ломоносов положил начало совершенно новому методу расчета физических явлений — статистическому. Ясный и наглядный вывод закона Бойля—Марнотта, подобный ломоносовскому, и поныне преподносится студентам, приступающим к изу- &*, Взаимодействие сталкивающихся частичек молекул. Рисунки из сочи- нений М. В. Ломоносова. 29
Ломоносов доказал, что давление газов — результат ударов молекул газа о стенки сосуда. чению кинетической теории газов, справедливость которой подтверждена всем ходом науки. Статистический же метод в наши дни стал средством исследования атомных и молекулярных процессов. На применении этого метода выросла большая научная дисциплина — статистическая физика. Ломоносов предугадывает, что при больших давлениях должны наблюдаться отступления от закона Бойля—Мариотта. Когда газ сильно сжат, промежутки между частицами делаются чрезвычайно малыми и сблизить их еще труднее. Поэтому при больших давлениях обратная пропорциональность между объемом газа и давлением будет нарушаться. Ломоносов был прав. В 1868 году, более чем через сто лет после его смерти, эти отступления от закона Бойля—Мариотта были действительно обнаружены французским ученым Дюпре. Ломоносов многое внес и в учение об электричестве. В своем труде «Теория электричества, разработанная математическим путем» ученый пишет, что электрические явления и свет — особые формы движения материи. Подробнее о работах Ломоносова в этой области, так же как и о деятельности многих других русских физиков, прославившихся исследованиями электрических явлений — Петрова, Ленца, Якоби, Попова и других, мы будем говорить в главе «Русский вклад в электротехнику», посвященной теории и практике электричества. Имя Ломоносова уже при его жизни пользовалось громадным уважением среди передовых ученых. Его труды публиковались в научных журналах, выходивших в Германии, Англии, Италии, Швеции и т. д. Ломоносов-физик известен и как создатель многих замечательных приборов. Им был изобретен прибор для измерения показателя преломления жидкостей — рефрактометр, создана труба для «смотрения под водой». В бумагах Ломоносова сохранился набросок чертежа прибора, названного им полемоскопом и представляющего собой перископ особого вида. Вращаясь на оси, полемоекоп позволял из-за укрытия осматривать весь горизонт. К физико-техническим приборам относится изобретенная Ломоносовым «ночезрительная труба» — труба с особенно широким объективом, облегчающим наблюдение в сумерках. Этот инструмент в свое время был предметом горячих споров. Многие ученые пытались опровергнуть его действенность. Ныне же ночные бинокли — приборы, родоначальником которых была ночезрительная труба, — получили широкое применение. В числе выдающихся представителей физики XIX века следует назвать корифея русской науки Дмитрия Ивановича Менделеева (1834—1907). Подобно Ломоносову, Менделеев в своем творчестве не ограничивался какой-либо одной областью науки. Занимаясь в основном химией, Менделеев провел замечательные исследования и в физике, и в метеорологии, и в технике. 30
Работы гениального творца периодического закона в области химии заслоняют то, что было сделано им в физике. Однако труды великого химика в физике замечательны уже и сами по себе. Менделеев установил понятие о «температуре абсолютного кипения» — критической температуре — по современной терминологии. Если нагревать жидкость в закрытом сосуде, то при некоторой критической температуре (определенной для каждого вещества) граница между жидкостью и паром, находящимся над ней, исчезает. При этой температуре свойства жидкости и ее насыщенного пара одинаковы. Ученый доказал, что пар или газ могут быть превращены в жидкость только после того, как они охлаждены, по меньшей мере, до своей критической температуры. Если же это условие не соблюдено, то никаким давлением невозможно перевести газ в жидкое состояние. И теоретическое и практическое значение открытия Менделеева огромно. Своей работой Менделеев объяснил причину неудач, постигавших ученых, которые пытались обратить в жидкость кислород, азот, водород и другие, как прежде говорили, «постоянные» газы, и дал ключ к решению проблемы сжижения этих газов. После опубликования исследования Менделеева все постоянные газы удалось превратить в жидкости. Учение о критическом состоянии, основанное на открытии Менделеева, одна из важнейших частей молекулярной физики, — оно лежит в основе всей техники низких температур. Много нового внес Менделеев в развитие теории растворов. Имя Менделеева в физике носит закон, показывающий, как изменяется по мере нагревания объем жидкости. Менделеев придал новую, более совершенную форму знаменитому уравнению Клапейрона, которое выражает зависимость между давлением, объемом и температурой газа. (Это уравнение впервые вывел французский инженер Клапейрон, работавший в Петербурге.) Много сделано великим ученым в технике физических измерений. Широко известен изобретенный им метод точного взвешивания. Менделеев разработал несколько конструкций аналитических весов. Возглавляя Главную палату мер и весов, Менделеев поднял русскую метрологию на новый, несравненно более высокий уровень. слово О ПРОИСХОЖДЕШИСМ>ТА НОВУЮ ТЕ0Р1Ю О ЦВЪТАХЪ ПрЕДСТАВЛЛЮЩЕЕ ВЪ ПуБЛИЧНОМЪ СОБрАНШ ИМПЕрЛТОрСКОЙ АКАДЕМ1И НЛуКЪ КОЛЯ • ДНЯ 17*6 ГОДА Г ОВорЕННОЕ S^CS©C££^C2353C>S£SD53CS^ Печатано tb СанщппетербургЬ при Императорской Лиадемш НаукЬ Титул книги М. В. Ломоносова «Слово о происхождении света». Талантливым исследователем в области молекулярной физики был не оцененный в свое время русский ученый Николай Николаевич Пирогов (1843—1891) — сын знаменитого хирурга. В 80-х годах прошлого века он предвосхитил многие из положений, которые легли в основание созданной на рубеже XX века квантовой физики. Пирогов первым отметил недостаточность кинетической теории материи, господствовавшей в его время. Он показал, что установленный выдающимся английским физиком Максвеллом закон распределения скоростей молекул газа в их хаотическом движении (помогающий вычислить, какая доля молекул обладает той или иной скоростью) действителен лишь в том случае, когда газ занимает бесконечно большой объем. Для того чтобы правильно отобразить распределение скоростей молекул в газе, занимающем определенный конечный объем, показал Пирогов, 31
надо принять в расчет и действие стенок сосуда на молекулы газа, стремящееся выровнять, упорядочить это движение. В своих работах Пирогов указал ограничения, которым надо подвергнуть закон Максвелла, чтобы применять его к исследованию газа, находящегося в реальных условиях. С замечательной прозорливостью, предвосхищая идеи выдающегося немецкого физика Планка, Пирогов высказал мысль о том, что разгадка явлений, не объяснимых с точки зрения закона Максвелла, кроется во взаимодействии вещества со «светоносным эфиром» — с излучением, как говорим мы сейчас. Пирогов, например, наметил путь вычисления зависимости молекулярной теплоемкости газа (способности газа «впитывать» тепло-) от температуры. Если следовать по этому пути, то получается не прямая пропорциональность между теплоемкостью и температурой, как это вытекает из закона Максвелла, а совершенно иная зависимость, согласующаяся с выводами квантовой теории. Эта теория зиждется на положении, что энергия имеет прерывистое строение и может поглощаться и излучаться лишь определенными порциями, квантами. Квантовая теория объясняет многие опытцые данные, не объяснимые с точки зрения прежней кинетической теории. Намного опережая современную ему науку, Пирогов доказал существование так называемых флюктуации плотности. Кинетическая теория газов говорила, что молекулы газов в силу хаотичности своего движения равномерно распределяются по всему объему сосуда, в котором заключен газ. В каждом из кубических сантиметров объема сосуда в любой момент находится одно и то же число молекул газа. Плотность газа в любой части сосуда одинакова, говорила теория. Но Пирогов показал, что это положение нуждается в серьезном уточнении и поправке. Молекулы газа находятся в непрестанном движении, путешествуют по всему пространству внутри сосуда, и бесспорно, может статься, что в тот или иной момент в определенной ячейке, выделенной нами мысленно внутри сосуда из общего объема, может оказаться несколько больше или меньше молекул, чем в другой ячейке такого же объема. Эта разница неощутимая, если сравнивать ячейки достаточно крупные, содержащие огромное число молекул. Но с этой разницей необходимо считаться, рассматривая микроскопически малые ячейки. Если пространство сосуда расчленить на такие ячейки, то картина распределения молекул газа предстанет перед нами как непрестанно меняющееся чередование областей сгущения и разрежения молекул. Пирогов вывел закон, которому подчиняются флюктуации (изменения) плотности в каждой микроскопически малой ячейке пространства, занимаемого газом. Выводом этого замечательного закона он заложил основы теории, нашедшей законченное выражение в трудах выдающегося польского физика Мариана Смолуховского. Флюктуации плотности играют большую роль во многих физических явлениях. Ими, в частности, объясняется рассеяние атмосферой солнечных лучей, вследствие которого небо кажется нам голубым. Флюктуации плотности газа в атмосфере нарушают ее оптическую однородность. Ячейка с повышенной плотностью преломляет свет сильнее, чем ячейки 32
с меньшей плотностью, — вследствие этого прозрачная сама по себе атмосфера становится как бы мутной средой, способной рассеивать свет. Оригинальными и смелыми мыслями Пирогов намного опередил свое время. В плеяде великих естествоиспытателей почетное место занимает Александр Григорьевич Столетов (1839—1896). Наследие этого учено-ю, одного из передовых людей своего времени, живет и будет жить в науке и технике. На нас работают машины и приборы, создать которые помогли открытия ученого. На наших глазах дали богатые всходы зерна, посеянные Столетовым. В своем научном творчестве А. Г. Столетов предстает перед нами как революционер в науке. Уже диссертационная работа его «Исследование о функции намагничения мягкого железа», о которой мы расскажем в главе, посвященной русским электрикам, раскрыла широкие горизонты и перед наукой и перед техникой. Большим достижением явилась работа Столетова, посвященная измерению коэффициента пропорциональности между электромагнитными и электростатическими единицами. Опыт Столетова имел глубоко принципиальное значение. Доказать, что величина этого коэффициента равна скорости света, значило получить важнейшее подтверждение в пользу электромагнитной теории света, утверждавшей, что и свет и электромагнитные процессы имеют одинаковую природу. Между работой Столетова и работами его предшественников — немецких физиков Вебера и Кольрауша — было большое сходство. Чтобы найти отношение между электростатическими и электромагнитными единицами, эти ученые также измеряли величину электрического- заряда, вначале покоящегося, а потом движущегося. Сердцевиной созданной ими установки также был конденсатор, который они сначала заряжали, а потом разряжали. Но было различие между установкой, придуманной Столетовым, и установкой Вебера и Кольрауша. Вебер и Кольрауш пользовались конденсатором старого типа — лейденской банкой. Точно рассчитать ее электрическую емкость было невозможно. Столетов сконструировал конденсатор, емкость которого можно было рассчитывать с большой точностью, а значит, и очень точно определять величину заряда, скапливающегося на обкладках конденсатора. Конденсатор состоял из двух металлических дисков, которые можно было устанавливать строго параллельно друг другу, точно соблюдая желаемую величину зазора. Чтобы достичь наибольшей точности при измерении емкости конденсатора, Столетов снабдил один из дисков охватывающим его охранным кольцом: кольцо предотвращало появление искажений электрического поля на краях диска. По-новому решил Столетов вопрос и об измерении разрядного тока. Вебер и Кольрауш, а также Эйртон и Перри — английские физики, начавшие свои опыты позже Столетова, — применяли баллистический галь- Схема опыта Столетова по исследованию фотоэффекта. 3 Рассказы 33
ванометр — прибор, отмечающий кратковременные импульсы тока. Столетов же нашел остроумный способ «остановить мгновение», продлить разрядный ток. Столетов включил в свою установку коммутатор-переключатель: вращаясь, коммутатор то присоединял конденсатор к электрической батарее, заставляя его заряжаться, то подключал к проволоке. Частые импульсы разрядного тока, следующие один за другим, сливались в как бы непрерывно идущий по проводнику ток. Установка Столетова не требовала применения большой батареи. Эйртону и Перри в их опытах требовалось двести гальванических элементов, Столетов же обходился всего лишь одним-двумя элемента* Александр Григорьевич Столетов. ми. В ЭТОМ случае «несовершенство изоляции менее вредит делу», писал Столетов. К тому же при небольшом напряжении зазор между охранным кольцом и диском можно было делать очень узким. Изобретенный Столетовым способ давал возможность значительно проще и точнее замерять величину пробегавшего через проволоку за- ряда. Преимущества метода Столетова обеспечили этому способу победу в борьбе за точность. Метод Столетова дал возможность еще точнее установить, что величина коэффициента пропорциональности близка к скорости света в пустоте. До открытия в 1887 году выдающимся немецким физиком Генрихом Герцем электромагнитных волн результат измерения этого коэффициента был главным аргументом в пользу электромагнитной теории. Вершиной научного творчества Столетова было исследование фотоэффекта. 26 февраля 1888 года в лаборатории Московского университета Столетов провел свой знаменитый опыт — заставил свет порождать электрический ток. Установка Столетова состояла из цинкового диска, присоединенного к отрицательному полюсу батареи, и стоявшей против диска металлической сетки, провод от которой шел к положительному полюсу. Цепь была разомкнута воздушным промежутком между диском и сеткой. Ток не шел. Зайчик, отбрасываемый зеркальцем гальванометра, включенного в цепь батареи, стоял на нулевом делении шкалы. Но когда экспериментатор бросил на диск свет электрической дуги, зайчик тотчас же метнулся по шкале. В цепи возник электрический ток! Для этого удивительного, порожденного светом тока воздушный промежуток, разделявший диск и сетку, не был преградой. 34
Исследуя явление порождения светом электрического тока, Столетов установил все его основные законы и, в -частности, важнейший закон о пропорциональности между фототоком и интенсивностью падающего света. Исследования фотоэффекта, проведенные Столетовым, поражают своей широтой и тщательностью. Последующие работы ученых в этой области ничего не отменили в выводах Столетова. Глубина его исследований тем более замечательна, что физике в те времена еще не были известны электроны, поток которых и создавал ток между диском и сеткой. Эти «атомы электричества» были открыты только после смерти Столетова. Установка Столетова была первым фотоэлементам — прибором, отзывающимся на свет рождением электрического тока. Изучая фотоэффект во всех его подробностях, Столетов поместил диск и сетку в сосуд с разреженным воздухом. Ток не прекратился и в этом случае. Столетов установил зависимость его величины от степени разреженности газа. Найденная им постоянная, характеризующая это явление, вошла в науку под именем константы Столетова. Необходимо особо отметить применение гальванометра при изучении фотоэффекта. Разработанный Столетовым метод исследования электрических явлений в разреженных газах до сих пор используется экспериментальной физикой. Столетов был передовым мыслителем своего времени. Когда многие даже прогрессивные естествоиспытатели придерживались механистического материализма, Столетов встал на путь преодоления ограниченно- сти э1гого мировоззрения. Ученый был далек от отождествления всех физических явлений с явлениями механическими. В своем понимании материи Столетов близко подходил ко взглядам диалектического материализма. Для многих тогдашних естествоиспытателей материя была синонимом вещества. Поэтому, столкнувшись с новыми явлениями — электромагнитными волнами, катодными лучами, единством света и электромагнитных явлений, в которых материя как вещество не участвует, некоторые естествоиспытатели пришли к совершенно неверному выводу. Они стали утверждать, что «материя исчезает». Столетов же, осмысливая новые открытия в физике, сделал совершенно иной, правильный вывод. Он понял, что материю нельзя отождествлять с веществом, что свойства, казавшиеся неотъемлемыми, абсолютными признаками материи, на самом деле относительны, присущи не всем, а только некоторым состояниям материи. Убежденный материалист, Столетов резко критиковал взгляды ученых-идеалистов. Появившаяся в конце XIX века реакционная философия Маха и Оствальда, пытавшихся «упразднить материю», встретила в нем непримиримого противника. Столетов был одним из первых естествоиспытателей, выступивших на борьбу с махизмом. Передовой ученый был самоотверженным борцом за процветание русской науки. В 1872 году Столетов создал первую в России физическую учебно-исследовательскую лабораторию. Вокруг Столетова собрались молодые исследователи, — это была первая школа русских физиков. В столетовской школе воспитались такие великие ученые, как Н. Е. Жуковский, Н. А. Умов, П. Н. Лебедев; учениками Столетова были В. А. Михельсон, И. Ф. Усагин, Н, А. Кастерин, Н. Н. Шиллер и многие 3* 35
другие деятели русской науки. Возникновение столетовской школы явилось началом нового этапа развития физики в России. Столетов был выдающимся общественно-научным деятелем, просветителем, пламенным пропагандистом достижений науки. Ученый активно участвовал в международной научной жизни. Будучи делегатом Всемирных конгрессов электриков 1881 и 1889 годов, он деятельно работал в комиссии по выработке международных электрических единиц. Столетов поддерживал дружественные связи с виднейшими учеными западноевропейских стран — Кирхгофом, Гельмгольцем, Больц- маном, Каммерлинг-Оннесом и другими. Ученый постоянно вел бои с реакционерами в науке и политике. Он смело выступал против произвола власть предержащих. Статьями, исполненными испепеляющего гнева, он отвечал на прописки реакционеров, начавших поход против университетов. Когда в 1880 году реакционная партия, господствовавшая в Академии наук, провалила на выборах в академию Менделеева, Столетов выступил инициатором сочувственного послания московских профессоров великому ученому. «В среде этого учреждения, — говорилось в письме, — голос людей науки подавляется противодействием темных сил, которые ревниво затворяют двери Академии перед русскими талантами...» Столетов вставал на защиту передового студенчества, преследуемого властями. Как и другим передовым людям того времени, Столетову приходилось подвергаться постоянным нападкам со стороны властей. В последние годы жизни Столетова эти преследования переросли в настоящую травлю. Дело дошло до того, что президент Академии наук великий князь Константин Константинович вычеркнул имя ученого из списков кандидатов в академики, несмотря на то, что научные и общественные заслуги Столетова были высоко' оценены крупнейшими учеными всего мира. Выражая свое уважение Столетову, Всемирный конгресс электриков 1889 года избрал его своим первым вице-президентом; президентом был старейшина физиков того времени знаменитый Уильям Томсон (лорд Кельвин). Жестокая травля сделала Столетова больным человеком, укоротила его жизнь. После смерти Столетова официальные круги пытались предать забвению имя ученого-. Но напрасными были их усилия стереть память о Столетове. Чем дальше шла наука, тем явственнее, тем ощутимее вырастало величие его- дел. Исследования электрических явлений в разреженных газах повлекли за собой открытие рентгеновских лучей и электронов. Метод, которым Столетов изучал фотоэффект в разреженном газе, помог прославленным ученым Марии и Пьеру Кюри открыть радиоактивные элементы. Осмысление законов фотоэффекта помогло созданию ква*чтовой теории, согласно которой свет может вести себя как поток особых частиц — фотонов. Квантовая и электронная теории стали могучим орудием исследования мира атомов и элементарных частиц — электронов, протонов, фотонейтронов. Эти теории на наших глазах воплотились в практику. В лабораториях, на заводах и фабриках работают тысячи и тысячи фотоэлементов, «потомков» прибора, созданного Столетовым. Вакуумная же установка русского ученого явилась прообразом электронных ламп, которые работают сейчас в радиоприемниках и радиопередатчиках, в радиолокаторах, автоматических и телемеханических устройствах. 36
Электронные лампы и электронные микроскопы, урановые котлы, люминесцентные лампы, рентгеновские аппараты, фотоэлементы — все это замечательные создания нобой физики, рождению которой помогли труды Столетова. На достижениях современной физики сияет яркий отблеск идей великого русского ученого. * ♦ ♦ Много сделал для науки киевский профессор Михаил Петрович Авенариус (1835—1895). Уже первая работа Авенариуса, посвященная исследованию термоэлектричества — электричества, рождаемого теплотой, — дала важный результат. Авенариус установил зависимость между электродвижущей силой, развиваемой термоэлементом, и температурой. Главное место в творчестве Авенариуса занимают исследования тепловых явлений в жидкостях. Эти труды были продолжением исследований, начатых Менделеевым. Труды Авенариуса оставили заметный след в науке. Ученый разработал метод прямого измерения критических температур. Как и Менделеев, Авенариус установил, что при критической температуре скрытая теплота испарения обращается в нуль, то есгь испарение жидкости, находящейся в критическом состоянии, ее переход в пар, идет без затраты энергии. Занявшись вопросами электрического освещения, Авенариус и здесь выступил как новатор. Волновавшую тогдашних физиков проблему «деления света» питания от одной электрической машины Авенариус решил включением в цепь -особых поляризаторов — угольных пластинок, погруженных в водный раствор жидкого стекла. Оценивая заслуги Авенариуса, Столетов писал, что в летописях русской физики ему «принадлежит почетное место и как исследователю, и как учителю, имя его не должно быть позабыто и в науке всемирной». Профессор Московского университета, ученик Столетова Николай Алексеевич Умов (1846—1915) был человеком широкой деятельности. Он участвовал в работе многих научных обществ, издавал научно- популярный журнал, выступал с лекциями. Огромна его заслуга как одного из создателей физического института при Московском университете. Умов занимался опытной физикой и достиг в ней выдающихся результатов. Большое значение имеют его работы по изучению спектра лучей, рассеянных поверхностями различных веществ. Исследуя это явление, Умов создал особый метод спектрального анализа, помогающий по виду спектра, создаваемого лучами, отраженными исследуемым объектом, судить о составе вещества, которое рассеяло свет. Но больше всего привлекала Умова теоретическая, математическая разработка физических проблем. Умов занимался, в частности, одним из труднейших вопросов геофизики — исследованием земного магнетизма Картина распределения земного магнетизма, основанная тогда на опытных показаниях, была необы- 37
чайно запутанной. Умову удалось прояснить ее. своими теоретическими исследованиями он поставил на научную основу вопрос о распределении магнитных сил по земно-й поверхности. Умову принадлежит приоритет в решении задачи о стационарном движении электричества. Просто и изящно решив этот вопрос, он дал метод, с помощью которого можно узнать, как распределяется электрический ток на любой, произвольной поверхности. Умов решил один из важнейших вопросов электрофизики. Ведь электротехникам постоянно приходится встречаться с прохождением электрического тока через тела всевозможной формы. В 1874 году в докторской диссертации «Уравнения движения энергии в телах» Умов с необычайной смелостью ввел в науку совершенно новое понятие о движении энергии. Теоретическими выкладками ученый показал, как, используя это понятие, можно выразить законы взаимодействия электрических зарядов токов и магнитных полюсов. Идеи Умова оказали громадное влияние на развитие представлений об энергии. В 1884 году английский физик Пойнтинг, развивая идеи Умова, применил их к исследованию электромагнитного поля. Уравнение движения энергии сейчас одно из главных в физике. Вектор Умова — Пойн- тинга показывает направление переноса энергии электромагнитной волной. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ Выдающиеся работы в области термодинамики принадлежат ученику Столетова Николаю Николаевичу Шиллеру (1848—1910). Шиллером был установлен закон, показывающий зависимость упругости насыщенного пара от формы поверхности жидкости. Мысль о том, что такая зависимость должна существовать, высказал в 1870 году выдающийся английский физик Уильям Томсон. Многие физики пытались открыть ее, однако ни одному из них не удалось найти исчерпывающее решение. Такое решение дал Шиллер. Он показал, что кривизна поверхности жидкости — источник дополнительной силы, действующей на пар. Шиллер вывел формулу, пользуясь которой можно точно вычислить давление насыщенного пара, а с этим так часто встречаются в термодинамических расчетах. Огромное значение для науки имеют работы Шиллера, посвященные обоснованию термодинамики. Шиллер разработал основные понятия этой науки, он установил то минимальное количество определений, на которых, как на краеугольных камнях, может воздвигаться термодинамика. Он уточнил и дополнил понятие о ряде термодинамических, процессо-в. Этими работами Шиллера и осуществленными впоследствии исследованиями математика и физика Каратеодори были установлены основные понятия и законы термодинамики. Шиллер занимался и вопросами электрофизики. Он создал оригинальный метод определения периода электрических колебаний. Первые 38
опыты по изучению колебательного разряда в контуре, состоящем из конденсатора и катушки, производились с помощью лягушечьей лапки. Вместо этого примитивного способа Шиллер разработал метод регистрации электрических колебаний с помощью электрометра, поставил изучение этих колебаний на научную основу. Нужно, однако, заметить, что в ряде своих работ Шиллер отступил от материалистических традиций своего великого учителя и подчас толковал некоторые проблемы с идеалистических позиций. Ученым того же склада, что и Столетов, был профессор Московского университета физик Петр Николаевич Лебедев (1866—1912). Как и Столетов, Лебедев боролся за материалистическое мировоззрение. Он был воспитателем многих физиков. В числе учеников Лебедева были такие видные деятели советской науки, как академики С. И. Вавилов и П. П. Лазарев. П. Н. Лебедев видел в науке оружие борьбы за благо народа. Ученый неизбежно пришел к открытому столкновению с царским правительством. В 1911 году, когда самодержавие объявило новый поход против университетов, Лебедев в знак протеста вместе с группой передовых ученых ушел из университета. Знаменитого ученого приглашали работать в Стокгольм, в Нобелевский институт, но, несмотря на самые лестные условия, которые ему предлагали, ученый не покинул родины. Создав на частные средства маленькую лабораторию в подвале одного из московских домов, физик с группой молодежи продолжал свои исследования. Но здоровье Лебедева, подорванное всеми невзгодами, резко ухудшилось, и в марте 1912 года ученый скончался. Ему было всего 46 лет. Мировую известность Лебедеву принесло открытие им давления света. Эту задачу он поставил себе еще в молодости. «Вопрос, которым я занят уже давно, я люблю всей моей душой так, как — я себе представляю — родители любят своих детей», — писал в 1891 году своей матери двадцатипятилетний Петр Николаевич Лебедев. Вопрос, который увлек молодого ученого, был одним из труднейших в физике. Из электромагнитной теории света следовало, что лучи не только освещают предмет, но и давят на него. Однако обнаружить на опыте световое давление еще не удавалось никому. А как заманчиво было доказать существование этого давления! Ведь это послужило бы еще одним аргументом в пользу истинности электромагнитной теории света, теории, утверждавшей, что и свет и волны, порождаемые электрическим вибратором, — радиоволны, как мы называем их теперь, — ближайшие родственники. Все это — электромагнитные волны, разнящиеся только своими длинами, говорила теория. А как важно было убедиться в существовании давления света астрономам! Возможно, солнечный свет и есть тот «ветер», который отклоняет кометные хвосты... Миниатюрные «световые мельницы», сконструированные П. Н. Лебедевым. Схема опыта П Н. Лебедева по определению светового давления на твердые тела. Свет электрической дуги, находящейся в точке В, через систему линз и зеркал попадает на крылышки миниатюрной «мельницы», подвешенной в сосуде R, из которого выкачан воздух. 39
Петр Николаевич Лебедев. Неудачи предшественников не испугали Лебедева. Он поставил своей целью доказать неопровержимо, на опыте, существование светового ветра. За решение своей главной задачи Лебедев принялся не сразу. Вначале он исследовал природу волн, более мощных и крупных, — волн на воде, волн звуковых, волн, порождаемых электрическими вибраторами. Блистательными опытами Лебедев установил действие волн на встречающиеся им препятствия. Свой труд «(Экспериментальное исследование пондеромоторного действия волн на резонаторы», в котором он объединил исследования волн различной физической природы, Лебедев представил в Московский университет на соискание магистерской степени. Ученый совет университета высоко оценил эту работу: П. Н. Лебедеву была сразу присвоена степень доктора. Занимаясь изучением электромагнитных волн, ученый сумел получить радиоволны очень короткие. Сделанные Лебедевым зеркальца для исследования и отражения этих волн и призмочки из серы и смолы для их преломления мож^о было спрятать в жилетном кармане — настолько они были миниатюрны. До Лебедева же экспериментаторам приходилось пользоваться призмами весом в несколько пудов. Исследования Лебедева, замечательные по тонкости экспериментов, имели мировое значение. Но это было лишь началом труда. Самое сложное ждало ученого впереди. Силы светового давления невообразимо малы. Достаточно сказать, что яркие солнечные лучи, бьющие в ладонь, подставленную на их пути, давят на нее в тысячу раз слабее, чем усевшийся тут же комар. Трудности не исчерпывались этим. В обычных условиях световое давление заглушается более сильными посторонними действиями. Свет нагревает воздух, образуя в нем восходящие потоки. Свет нагревает и сам предмет, — молекулы воздуха, ударяющиеся' о нагретую по- Схема установки с по- верХность, отскакивают от нее с большей скоростью, чем молекулы, «£££?"* SSSl попадающие на неосвещенную сторону. "-» - • — Действие восходящих пото- света на газы. ков и отдачи молекул намного превосходит давление света на предмет. Для измерения светового давления Лебедев сконструировал крошечные вертушки, представляющие собой тонкие металлические крылышки, подвешенные на тончайшей нити. Свет, падая на крылышки, должен был поворачивать их. Чтобы оградить свой прибор от посторонних воздействий, Лебедев поместил его в стеклянный сосуд, из которого он тщательно выкачал воздух. Разработав остроумную методику эксперимента, Лебедев начисто исключил влияние воздуЩных потоков и отдачи молекул. Не уловлен- 40
ное еще никем световое давление в чистом виде зримо предстало перед волшебником физического эксперимента. Доклад Лебедева произвел сенсацию на Всемирном конгрессе физиков в 1900 году. Присутствовавший на конгрессе Уильям Томсон после доклада Лебедева подошел к К. А. Тимирязеву. «Ваш Лебедев заставил меня сдаться перед его опытами», — сказал Кельвин, всю свою жизнь воевавший против электромагнитной теории света, утверждавшей, в частности, что существует световое давление. Доказав, что свет давит на твердые тела, Лебедев приступил к исследованию еще более трудной задачи. Он решил доказать, что свет давит и на газы. Лучи света, проходившие через сконструированную Лебедевым камеру с газом, заставляли его двигаться. Они создавали как бы сквозняк, увлекавший молекулы газа. Течение газа отклоняло тончайший поршенек, вделанный в камеру. В 1910 году Лебедев с полным правом сообщил ученому миру: «Существование давления на газы установлено опытным путем». Значение работ Лебедева не исчерпывалось тем, что они помогли утвердиться электромагнитной теории света и дали ключ к разгадке многих астрономических явлений. Лебедев своими опытами доказал, что свет проявляет себя как нечто вещественное, весомое, имеющее массу. Из найденных Лебедевым данных следовало, что давление света и, значит, масса света тем больше, чем свет ярче, чем больше несомая им энергия. Была установлена удивительная связь между энергией и массой света. Открытие русского физика вышло далеко за пределы теории света. Принцип связи между массой и энергией современная физика распространила на все виды энергии. Этот принцип стал ныне могучим инструментом в борьбе за овладение энергией атомного ядра, основой расчетов атомноэнергетических процессов. * * * Крупные научные достижения принадлежат и ученику Столетова Владимиру Александровичу Михельсону (1860—1927). Одна из важнейших работ Михельсона — исследование распределения энергии в спектре твердого тела. Русский ученый первым заметил, что положение участка спектра, на который приходится наибольшая часть излучаемой энергии, непостоянно. Оно зависит от того, насколько нагрето тело. С повышением температуры преобладающее значение в спектре получают все более и более короткие волны. В этом исследовании ученый чрезвычайно близко подошел к точному количественному выражению закона, устанавливающего связь между температурой нагретого тела и длиной волны, на которую приходится максимум излучаемой энергии. Установить точно это соотношение Михельсону помешало несовершенство имевшихся в то время экспериментальных данных. Михельсон в своем труде правильно указал на качественную сторону явления. Его работа, по сути дела, была первым шагом к созданию теории излучения, послужившей одним из источников для теории U
квант — учения о том, что энергия излучается и поглощается отдельными порциями — квантами. Другая крупная научная победа Михельсона связана с дальнейшим уточнением закона изменения длины волны света, испускаемого движущимся источником. Ученый дал этот закон в самой общей форме: он сформулировал его для случая, когда между источником света и наблюдателем находится среда, преломляющая свет, плотность которой быстро меняется. Этот случай, помимо теоретического значения, очень важен и для астрофизиков, которые, анализируя свет небесных тел, определяют тем самым их скорости. Особое значение имеют труды Михельсона, посвященные исследованию горения. Изучив физическую сущность этого явления, русский ученый заложил основы нового раздела науки — физики горения. Михельсон ввел понятие о скорости распространения пламени в горючей смеси и с помощью тонких опытов установил зависимость этой скорости от концентрации горючей компоненты в смеси. В своих трудах Михельсон убедительно показал, что при изучении взрывного горения надо учитывать и влияние возникающих при этом колебаний газовой смеси, так называемых ударных волн. Влияние этих колебаний на процесс горения особенно сильно, если смесь заключена в замкнутый сосуд. Михельсон в своих трудах показал также, как влияет теплотворность смеси на скорость распространения пламени. Идеи, развитые Михельсоном, имеют важное значение в учении о горении взрывчатых смесей. Данные физики горения ныне широко используются техникой: они служат основой проектирования пламенных печей, расчетов различных взрывных процессов и т. п. Образцы научного предвидения содержатся в трудах русского физика Александра Ивановича Садовского (1859—1920). В конце прошлого века Садовский на основании теоретических соображений доказал, что свет в некоторых случаях может оказывать вращательное действие. Свет — это электромагнитные волны. В луче обычного света — непо- ляризованного, как говорят физики, — плоскость, в которой бегут волны непрерывно и беспорядочно, поворачивается вокруг направления светового луча. Но свет можно поляризовать. В плоскополяризоваином свете плоскость волн неизменна. Синусоида, которой изображается волна, располагается в плоскости, не меняющей своего положения. В свете, поляризованном по кругу или эллипсу, плоскость волны меняет свое положение. И меняет по строгому закону. Плоскость волны равномерно вращается вокруг луча. Синусоида волн такого света летит вперед, как бы ввинчиваясь в пространство. Свет, поляризованный по кругу и эллипсу, получают из плоскополяри- зованного света, пропуская его через специальные пластинки, вырезанные из трехосных кристаллов. Садовский показал, что при этом свет стремится повернуть пластинку в сторону, противоположную направлению вращения плоскости волн получающегося поляризованного света. Если же, показал далее Садовский, бросить свет, уже поляризованный по кругу, на другую кристаллическую пластинку должной толщины, 42
он стремится привести ее в непрерывное вращение в ту же сторону, куда вращается плоскость его волны. Садовский не только предсказал эффект вращательного действия света, — он тончайшим образом рассчитал величину этого предполагаемого эффекта. Свои исследования Садовский1 предложил как диссертацию на соискание ученой степени. Но официальная наука, оказавшаяся в плену отсталых традиций, забраковала этот труд. Однако развитие физики доказало правоту предвидений, содержавшихся в отвергнутой диссертации Садовского. Эффект, предсказанный им, был впоследствии установлен опытом. Эффект Садовского, подобно исследованиям Лебедева, показывает, что свет ведет себя как нечто вещественное, имеющее массу. Будущее принесло победу идеям русского физика. # * # Много сделал для науки русский физик, современник П. Н. Лебедева, Александр Александрович Эйхенвальд (1863—1944). Не одно поколение физиков воспиталось на замечательных учебниках «Электричество» и «Теоретическая физика», вышедших из-под пера этого выдающегося ученого, популяризатора науки и педагога. Обладая изумительным талантом экспериментатора — умением так задавать природе вопросы, что она вынуждена отвечать на них точно, ясно и определенно, Эйхенвальд доказал ряд очень важных положений теории электричества. Ученые предполагали, что электрический ток представляет собой движение электрических зарядов. Подтверждение этой гипотезы можно было получить, наблюдая бесспорное перемещение зарядов: например, двигая тело, заряженное электричеством. С точки зрения теории, при движении должен появиться так называемый конвекционный ток, полностью подобный обычному току проводимости. Попытки доказать тождественность этих токов проводились и до Эйхенвальда. Однако достоверных результатов, подтверждающих теоретические расчеты, они не дали. Только Эйхенвальду с помощью простого, но неотразимого в своей убедительности опыта удалось доказать, что конвекционный ток полностью подобен току, текущему в проводниках. Вращая диски, заряженные электричеством, ученый установил, что двигающиеся заряды рождают магнитное поле и магнитная стрелка по соседству с заряженными и вращающимися дисками ведет себя точно так же, как в соседстве с проводником, по которому идет ток. В своем опыте Эйхенвальд сумел исключить влияние всех побочных факторов. Полученные им результаты явились сильнейшим подтверждением выводов электромагнитной теории. Следующим опытом русский ученый доказал, что магнитное поле может образоваться и так называемыми фиктивными зарядами, то есть зарядами, возникающими на поверхности веществ, не проводящих электрического тока, — диэлектриков, при действии на них электрического поля. Диэлектрик при помещении его в электрическое поле, например в пространство между пластинками конденсатора, поляризуется, в нем происходит смещение разноименно заряженных частиц атомов или 43
молекул. В результате такого смещения в атомах, лежащих на поверхности диэлектрика, заряды как бы проступают наружу. Сторона, обращенная к обкладке конденсатора, заряженной положительно, заряжается отрицательно; противоположная ей сторона диэлектрика — положительно. Вращая поляризованный диэлектрик, Эйхенвальд доказал, что и это явление подобно току проводимости. Только на этот раз магнитное поле состояло из двух полей: одного, образованного движением положительного заряда, и другого, рожденного движением отрицательного заряда. Третий опыт Эйхенвальд посвятил доказательству реальности так называемых «токов смещения». Электромагнитная теория утверждала, что если электрическое поле будет изменяться, то оно должно порождать магнитное поле, то есть изменения поля можно уподобить некоему току. Эти токи — токи смещения — должны возникать и в диэлектриках и в вакууме (в эфире, как говорили некогда физики). Эйхенвальд вращал диск из диэлектрика между двумя конденсаторами с противоположно направленными полями. При этом в каждом участке диэлектрика заряды попеременно смещались то в одну, то в другую сторону. Как и во всех предыдущих опытах, предупредив возникновение погрешностей, ученый блистательно доказал, что магнитная стрелка в присутствии токов смещения отклоняется в полном согласии с теоретическими расчетами. Последний опыт также имел огромное значение для теории. Он еще раз доказывал положение, что всякое движение электрического заряда эквивалентно току. Доказательство реальности токов смещения было важно и потому, что именно гипотеза о существовании этих токов дала в свое время возможность предсказать существование электромагнитных волн. Исследование сил поверхностного натяжения имеет очень большое значение. С этими силами мы постоянно сталкиваемся и в природе и в технике. Благодаря существованию сил поверхностного натяжения образуются капли. Эти же явления служат причиной того, что жидкость поднимается по капиллярным сосудам, вода пробирается из глубин почвы в верхние слои, соки движутся по стеблям растений, горючее поднимается по фитилям. Если бы не существовало сил поверхностного натяжения, то промокательная бумага не впитывала бы чернил, нельзя было бы пользоваться полотенцем. Физики издавна пристально изучали многообразные явления поверхностного натяжения. Один из важнейших законов, управляющих этим явлением, открыл ученик Н. А. Умова — Алексей Иосифович Ба- чинский (1877—1944). Бачинский установил связь между поверхностным натяжением и плотностями жидкости и ее пара. Формула Бачинского вошла в науку и широко используется в молекулярной физике. Все главные работы ученого посвящены разработке проблем теоретической физики. Он шел тем же путем, что и его учитель. Бачинский установил много физических законов. В 1913 году он вывел закон, показывающий, как изменяется вязкость жидкости в зави- 44
симости от изменений температуры. Исследования Бачинского, посвященные вопросу о вязкости, послужили основой и отправной точкой для многочисленных работ, посвященных тому же вопросу, и в России и за границей. Эти исследования вязкости имеют громадное и теоретическое и прикладное значение. Ведь с вязкостью жидкости постоянно имеют дело ученые и инженеры самых различных специальностей. Вязкость учитывает и гидродинамик, определяющий движение тела в жидкости, и конструктор нефтепровода; с законами вязкости абязан считаться и инженер, рассчитывающий смазку конструируемой машины. Важное значение имеет и закон парабол Бачинского. Зная плотность и давление жидкости, посредством этого закона можно вычислить плотность ее пара. Бачинским же установлен закон, дающий возможность для любой температуры вычислить величину скрытой теплоты парообразования, идущей на превращение жидкости в пар. Этот закон также имеет первостепенное значение в паротехнике. Замечательно интересны работы Бачинского, посвященные исследованию зависимости давления насыщенного пара от температуры. Бачинский показал, что соотношение, которое дал известный немецкий физик Нернст, нуждается в серьезных поправках. Русский физик дал новое соотношение, справедливое и при тех температурах, для которых формула Нернста оказывается неверной. Имя Бачинского, несмотря на то, что им сделано столько важных исследований, долгое время оставалось в тени. Только в наше, советское время работы ученого нашли должную высокую оценку. * * * Представитель плеяды русских физиков, работавших в конце прошлого и начале нашего века, Юрий Викторович Вульф (1863—1925) посвятил свою деятельность исследованию строения кристаллов. Сам Вульф, определяя значение увлекшей его науки, писал, что теперь «физика твердого тела стала физикой кристалла, кристаллофизикой». И в самом деле, современная наука установила, что мир кристаллов — это почти все многообразие твердых тел. Даже те из твердых тел, кристалличность которых подчас трудно обнаружить, в действительности состоят из кристаллов. Микроскопические зерна любого металла есть не что иное, как кристаллы, форма которых искажена вследствие того, что им пришлось расти в тесноте. Если же дать возможность металлу застывать в свободных условиях, можно вырастить кристалл металла, имеющий геометрически правильную форму. Глубоко изучив кристаллы, Вульф открыл один из важнейших законов кристаллографии — закон скорости роста граней кристаллов. Исследуя явления образования кристаллов, Вульф сумел получить кристаллы безукоризненно правильной формы. Этот метод был затем усовершенствован его учеником, ныне академиком А. В. Шубниковым, сумевшим добиться получения очень 'больших прозрачных и правильных кристаллов. 45
Величайшей заслугой Вульфа является создание формулы, лежащей в основе современного метода исследования строения вещества, так называемого рентгеноструктурного анализа. Эту формулу независимо от Вульфа открыл в те же годы английский ученый Брэгг. Рентгеновские лучи, проходя через кристаллы, рисуют на экране или фотопластинке, расположенной за кристаллом, своеобразный узор. На фотопластинке появляется множество черных пятнышек. Исследуя эти узоры — рентгенограммы кристаллов, Вульф показал, как по расположению пятнышек на рентгенограмме, являющихся результатом отражения рентгеновских лучей от плоскостей, образуемых атомами кристалла, то есть своеобразными «зайчиками», можно вычислить расстояния между атомами, а также выяснить их взаимное расположение. Справедливость своей формулы, связавшей направление отраженных рентгеновских лучей с длиной их волны и расстоянием между атомами, Вульф подтвердил остроумным опытом. Из стеклянных пластинок, изображавших атомные плоскости, Вульф соорудил оптическую модель кристалла. Свет, отраженный от этой модели, дал на экране светлые пятна, расположенные так же, как пятна на фотографической пластинке. Формула Вульфа— Брэгга позволила проникнуть в глубь мира атомов и молекул. Ныне рентгеноструктурный анализ нашел широчайшее техническое применение. Рентгенограммы рассказывают специалистам и о строении стали, и о процессах, происходящих при ее горячей обработке, и о строении волокон каучука. * * * Каждый конструктор электронных и ионных приборов, в которых «трудятся» мириады летящих незримых частиц, повседневно пользуется замечательными методами, разработанными Сергеем Анатольевичем Богуславским (1883—1923), младшим современником Вульфа, Михель- сона; Садовского. Создавая прибор, конструктор должен до тонкости рассчитать движение электронов и ионов, вызываемое действием электрических и магнитных полей. Многие из формул, нужных для таких расчетов, черпают радиотехники в трудах Богуславского. Труды Богуславского о влиянии магнитного поля на термоионные токи — токи, образованные движением ионов в разреженном газе, — и о влиянии пространственных зарядов на силу этих токов ныне лежат в основе расчета магнетронов — радиоламп, служащих для получения сантиметровых радиоволн. На этих лампах работают радиолокаторы. Богуславский разработал и тонкие методы расчета движения электронов в электромагнитных полях — методы, используемые при конструировании катодных трубок, электронных микроскопов, специальных радиоламп и т. д. Далеко в будущее было устремлено творчество Богуславского. Труды этого ученого, жившего в дни, когда электроника делала первые шаги, помогают становлению радиолокации и телевидения — завоеваний техники сегодняшнего дня. 46
♦ * $ Научная деятельность академика Сергея Ивановича Вавилова (1891—1951), ученика П. Н. Лебедева, началась еще до Октябрьской революции. Но только в советское время его дарование смогло развернуться в полную силу. Теоретик, экспериментатор и историк науки, Вавилов был в то же время руководителем нескольких научных организаций и учреждений. Будучи президентом Академии наук СССР, С. И. Вавилов возглавлял огромный коллектив советских ученых. Выступая как организатор научной работы и как естествоиспытатель, Вавилов всегда тесно связывал научные проблемы с народнохозяйственными задачами. В своей лаборатории Вавилов совершил крупные открытия. Вавилов — основатель новой области физики — микрооптики. Он доказал, что ко многим явлениям неприменимы законы обычной оптики, и нашел новые законы, которым они подчиняются. Оптика рассматривает луч света как сплошной поток. Но согласно воззрениям квантовой теории свет излучается порциями — квантами. Луч света состоит из отдельных частиц — фотонов. Можно ли не считаться с тем, что лучи света на самом деле состоят как бы из отдельных капель? Можно, но отнюдь не всегда, установил Вавилов. Если свет достаточно силен, а, следовательно, его лучи состоят из мириадов фотонов, прерывистое строение лучей будет незаметно'. Множество фотонов сливается как бы в непрерывную струю. С квантовой природой лучей можно не считаться, имея дело и со слабым лучом, но только при условии, что он длится достаточно долго. Луч успеет принести бесчисленное множество фотонов. Но обычные законы не будут уже применимы, показал Вавилов, если иметь дело с чрезвычайно слабыми лучами, с быстрыми вспышками света и с расстояниями необычайно короткими, сравнимыми с длинами световых волн. Во всех этих случаях мы уже должны считаться с микроструктурой световых лучей. Вавилов очертил круг явлений, к которым неприменимы обычные законы оптики. Ученый осуществил, казалось бы, невозможное. Он создал метод, позволяющий в полном смысле слова воочию убедиться в квантовой, прерывистой структуре света. Опыт Вавилова учитывает два свойства человеческого глаза. Наш глаз обладает необыкновенно высокой чувствительностью. Вавилов показал, что, после того как наблюдатель долгое время посидит в темноте, глаз способен реагировать на свет столь слабый, что его не заметит ни один прибор. Другая особенность глаза — существование четко выраженного порога зрительного ощущения. Если световая энергия меньше некоторого определенного значения, глаз перестает видеть свет. Вот, в общих чертах, как устроена установка, сконструированная Вавиловым. Перед наблюдателем помещается диск с маленьким отверстием. За диском находится лампочка. Диск приводится во вращение. Пока лампочка горит достаточно ярко, наблюдатель при каждом обороте диска видит короткую вспышку. Затем яркость лампочки начинают уменьшать. И вот, когда яркость достаточно ослабнет, происходит 47
удивительное явление. Наблюдатель видит вспышку уже не всякий раз, когда отверстие в диске открывает путь свету. Чем меньше яркость, тем больше не замеченных наблюдателем вспышек. Из опыта явствует, что энергия луча то увеличивается, то слабеет. Иной раз она больше порогового значения, иной раз меньше, — тогда наблюдатель не видит вспышки. Когда источник света слаб, говорит опыт, не может быть и речи о том, чтобы считать его лучи сплошным потоком. Результаты опыта показывают, что свет состоит из отдельных частиц — фотонов. Фотоны вылетают из источника то густыми, то редкими роями. Так оно и должно быть: ведь каждый атом светящегося тела «стреляет» фотонами совершенно независимо от других атомов. Атомы ведут разрозненный «огонь». Однако если фотонов в среднем «выстреливается» очень много, источник света ярок, «разброс» в числе фотонов неощутим. Сотней капель в ливне больше, сотней меньше — заметить это невозможно. Иное дело, когда фотонов вылетает считанное число. В опыте Вавилова яркость лампочки подбирают такую, чтобы число излучаемых фотоиов было в среднем близко пороговому значению. Используя свой метод, Вавилов исследовал, казалось, такие давным-давно изученные явления, как поляризация света, интерференция, сложение световых пучков и т. п. И оказалось, что в слабых световых лучах все эти явления выглядят как совершенно иные, управляемые особыми законами. Много сил и труда отдал Вавилов исследованию люминесценции — явления, иногда называемого «холодным свечением». Под действием света некоторые вещества начинают светиться и притом характерным светом, отличным от тех лучей, которые возбудили люминесцентное свечение. Взаимодействие между светом и веществом было необычайно тщательно исследовано Вавиловым и его учениками. До Вавилова не существовало точного определения явления люминесценции. Вавилов первым установил четкие признаки, по которым можно отличить люминесценцию от излучения, порождаемого теплом, от рассеяния света и других световых процессов. Люминесценция, по определению Вавилова, — это избыток свечения тела над излучением, порождаемым действием температуры. Для люминесцентного излучения характерно также, что оно прекращается не сразу после прекращения вызвавшего его действия. Квант света при люминесценции поглощается атомом, молекулой или группами их. После этого они некоторое время пребывают в возбужденном состоянии. Затем возвращаются в нормальное состояние, излучая при этом новый квант света. Промежуток между поглощением и излучением света может длиться от миллиардных долей секунды до нескольких лет. Во всяком случае, этот промежуток должен превосходить период одного светового колебания, равный примерно 10-10 секундам. Если промежуток меньше, то мы имеем дело не с люминесценцией, а с другими явлениями, установил ученый. Критерий длительности, входящий как один из основных признаков в определение, данное Вавиловым, помог открыть излучение совершенно нового вида. 48
Однажды ученик Вавилова П. А. Черенков, изучавший люминесценцию раствора уранила под действием гамма-лучей, заметил слабое синеватое мерцание раствора. Можно было принять это свечение за люминесценцию уранила. Однако установив, что после прекращения облучения раствора электронами оно погасает меньше чем за Ю-10 секунд, Вавилов пришел к убеждению, что это совершенно новое оптическое явление. Он высказал мысль, что свечение вызывается торможением электронов, выбиваемых гамма-лучами из молекул вещества. Тщательные исследования подтвердили справедливость этих утверждений. Оказалось, что подобное свечение возникает в любых прозрачных жидкостях И даже твердых телах. Сергей Иванович Вавилов. Электроны, выбитые гамма-лучами из молекул, пронизывая вещество со скоростью большей, чем скорость света в этой среде, порождают свет. Световой пучок похож своей формой на головную волну, расходящуюся от снаряда, рассекающего воздух со скоростью больше скорости звука. Электроны обгоняют порожденный ими свет! Вместе с И. М. Франком и И. Е. Таммом Вавилов построил теорию нового замечательного явления — эффекта Вавилова—Черепкова. Исследования С. И. Вавилова, П. А. Черенкова, PI. M. Франка и И. Е. Тамма были высоко оценены учеными. Исследуя люминесценцию, Вавилов ввел основные характеристики этого явления, в частности понятие об энергетическом выходе. Эта величина показывает, какая доля энергии, поглощенной веществом, расходуется на излучения. Вавилов открыл два закона, управляющих люминесценцией. Первый закон показывает, что при люминесценции некоторая часть поглощенного света обычно переходит в теплоту. Второй закон касается случая, когда вещество испускает фотоны, более мощные, чем фотоны, поглощенные им, — длина волны излучения меньше длины волны падающего на вещество света. Вавилов нашел объяснение загадки этого явления. Добавочная энергия излучения берется за счет расходования тепловой энергии вещества. Вавилов занимался не только теорией люминесценции, он многое сделал и в развитии практического применения «холодного огня». Вавиловым и его учениками созданы разнообразные высококачественные светящиеся составы — люминофоры, вещества, которыми покрыты экраны телевизоров, катодных осциллографов и радиолокаторов, стрелки приборов в кабине летчика и капитанской рубке. С 4 Ptccxaw 49
помощью люминесцентных красок художники добиваются замечательных эффектов. Светящиеся составы работают в люминесцентных лампах. Лампы накаливания обладают многими недостатками. Свет их сильно отличается по спектральному составу от света Солнца. В свете электрической лампочки красных и желтых лучей значительно больше, чем в дневном свете. При свете лампочки наши глаза не способны правильно различать цвета. К тому же лампа накаливания не экономична: 97 процентов энергии в ней теряется на нагрев, на создание инфракрасных, незримых лучей и только 3 процента энергии превращается в свет. Вместе со своими сотрудниками Вавилов создал лампу, основанную на другом принципе. В люминесцентной лампе свет добывается «холодным способом». Электрический ток проходит через пары ртути, наполняющие трубку лампы. Основная часть излучения паров ртути — незримые ультрафиолетовые лучи; поэтому в трубке возникает лишь слабое голубоватое свечение. Но затем происходит самое главное — ультрафиолетовые лучи порождают видимый свет. Излучение паров ртути заставляет светиться слой смеси из люминофоров, нанесенный на внутреннюю поверхность трубки. Каждый из люминофоров излучает цветной луч. Смесь же подобрана таким образом, что сумма всех лучей дает белый свет, подобный солнечному. Лампа дневного света в три-четыре раза экономичней обычных электрических ламп и к тому же значительно долговечнее их. Этих светозарных ламп становится все больше на текстильных фабриках, в типографиях, в картинных галереях и музеях, в метро и коридорах шахт и в наших домах. РУССКИЕ МАТЕМАТИКИ Математики не строят станков, машин и зданий, в их кабинетах нет реторт и колб, гальванометров и спектроскопов; они не производят опытов. Но математика вооружает и физиков, и машиностроителей, и архитекторов, и химиков искусством оперировать числами и выражениями, умением составлять и решать уравнения — словом, целым арсеналом математических методов, нужных всем другим наукам и отраслям техники. Математика — это язык, на котором говорят все точные науки. Математика наделяет наблюдателя и экспериментатора умением анализировать и обобщать. Математические уравнения, выражающие какой-нибудь сложный процесс, дают возможность изучить его в подробностях и предугадать его развитие. Математика помогает ученым опережать иногда и наблюдения и опыт. Вспомним открытие планеты Нептун. В наши дни подобным же методом — анализом математических уравнений движения других планет — была открыта планета Плутон. Анализируя математические уравнения, отразившие в себе законы электромагнитных и атомных 50
процессов, ученые предсказали существование радиоволн и внутриатомной энергии. В соответствии с новыми задачами, выдвигаемыми естествознанием, математика развивает и совершенствует свои методы. Передовую математику творили те ученые, которые чутко прислушивались к запросам практики. Именно такими были многие русские математики. Они дали замечательные примеры математического творчества, показали образцы разработки сугубо теоретических проблем и приложения математических теорий к вопросам естествознания и техники. * * * Основоположник русской науки М. В. Ломоносов не занимался специально разработкой математических проблем. Но математика для него была «правительницей всех мыслительных изысканий», и Ломоносов отводил в своей разносторонней деятельности большое место работе над оснащением математическим аппаратом наук, изучающих природу. Знаменательной вехой в развитии химии стала книга Ломоносова «Элементы математической химии», написанная им в 1741 году. Ученый стремился проложить математике путь в химию, превратить ее тем самым в строгую, точную науку. Великий естествоиспытатель писал: «Какой свет мог бы пролить спагирической (химической. — Ред.) науке посвященный в тайны математики, можно предвидеть уже по некоторым главам естественных наук, удачно обработанным математически, как гидравлика, аэрометрия, оптика и другие, все, что без того было темно, сомнительно и неверно, математика сделала ясным, верным и очевидным». Русский ученый пишет и «Теорию электричества, разработанную математическим путем». Учение об электричестве в его времена было собранием разобщенных результатов наблюдений и опытов, произвольных и зачастую фантастических гипотез. Ломоносов наметил пути превращения этого учения в науку, внесения в него математической последовательности, логичности, ясности. Великим заветом звучат слова Ломоносова о том, что необходимо пронизать математикой даже такую науку, как геология. * ♦ * Замечательным новатором в науке был современник и друг Ломоносова петербургский академик Леонард Эйлер (1707—1783). Весь свой гений отдал он делу служения России. Русская техника стала питательной средой для его теоретических изысканий. Эйлер был надежным другом Ломоносова, поддерживавшим его в борьбе с невеждами, окопавшимися в Академии наук. Леонард Эйлер первый оценил гениальные прозрения своего друга. Познакомившись со «Словом о пользе химии», Эйлер писал Ломоносову: «Из Ваших сочинений с превеликим удовольствием я усмотрел, что Вы в истолковании химических действий далече от принятого у химиков обыкновения отступили и 4* 51
с препространным искусством в практике высочайшее основательной физике знание везде совокупляете. Почему не сомневаюсь, что нетвердые и сомнительные основания сия науки приведете к полной достоверности». Он говорил о Ломоносове: «Это гениальный человек, который своими познаниями делает честь настолько же Академии, как и всей науке». Эйлер находился в творческом общении и со знаменитым русским изобретателем Кулибиным. Живо откликаясь на запросы, предъявляемые жизнью, практикой, Эйлер занимался и механикой, и оптикой, и гидравликой, и артиллерией. Разрабатывая самые разнообразные проблемы, выдвигаемые наукой и техникой, Эйлер прежде всего был математиком. Решению всякой задачи, будь то вопрос о грузоподъемности корабля или о траектории снаряда, Эйлер придавал математическую ясность и обобщенность. Вся жизнь Эйлера была могучим непрерывным творчеством. Когда великий математик умер, один его современник сказал: «Эйлер прекратил вычислять и жить». Эйлер оставил науке 865 сочинений на различные темы. Эйлеру принадлежит решение одной из труднейших проблем небесной механики — создание математической теории движения Луны. Луна притягивается к Земле и вращается вокруг нее. Луна вместе с Землей движется вокруг Солнца. Но на Луну действует также и далекое Солнце, кстати сказать, даже сильнее, чем близкая, но значительно меньшая Земля. Притяжение Солнца, как говорят астрономы, «возмущает» движение Луны. Влияют на движение Луны и другие планеты нашей системы. Испытывая множество возмущающих действий, Луна движется по очень сложному и изменчивому пути. Ход ее неравномерен — он то убыстряется, то замедляется, в зависимости от того, в каком положении Луна находится по отношению к другим светилам нашей системы. Эйлер не убоялся трудностей, стоявших перед ним. Он сумел достаточно точно, в математической форме, описать поведение нашей спутницы. Своим трудом он далеко продвинул сложнейшую проблему предвычисления движения Луны. Решая эту астрономическую задачу, Эйлер думал о Земле. Его теория дала возможность составить лунные таблицы, нужные для ориентировки кораблей в море. Многие работы Эйлера посвящены исследованию вопросов механики сплошных сред — науки, изучающей механические процессы, происходящие внутри твердых тел, жидкостей и газов. Эйлер по праву считается одним из создателей гидро- и аэродинамики. Огромное практическое значение имеет его труд «Морская наука», в котором он показал, как можно математически решать вопросы гидродинамики: рассчитывать скорость и грузоподъемность судов и т. д. Занявшись артиллерией, Эйлер первый дал формулу зависимости скорости полета снаряда от сопротивления воздуха. Справа — ход лучей в обычной линзе; белый свет разлагается на составные части. Слева — ход лучей в ахроматической линзе; разложения света не возникает. 52
Шестьдесят работ посвятил замечательный ученый оптике. Ему принадлежит теория расчета ахроматических линз. Обычная двояковыпуклая линза дает изображение нечеткое, окруженное расплывчатой радужной каемкой. Ведь линза не только собирает лучи, идущие от предмета, — она, подобно призме, и разлагает их. Оптики ничего не могли поделать с этим свойством линз. Радужность изображений — хроматизм — казалась неизбежной. Однако Эйлер доказал, что можно из нескольких выпуклых и вогнутых линз из стекла различных сортов построить такую, которая не будет разлагать проходящие через нее лучи. Математик дал точные формулы для расчета всех элементов этих ахроматических линз. Стоит здесь же упомянуть, что первый ахроматический микроскоп был построен современником Эйлера, петербургским академиком Эпи- нусом. Теория Эйлера лежит в основе расчетов телескопов, зрительных труб, микроскопов, фотообъективов и других оптических приборов. Много сделал великий ученый для развития и совершенствования самой математики. Эйлер разработал проблемы дифференциального и интегрального исчислений, основы которых были заложены в конце XVII века. С помощью этих отраслей математики стало возможным изучать переменные величины и зависимости между ними. Методы новой математики давали возможность описывать на языке дифференциальных уравнений движение машин, траектории снарядов, колебания маятников, течение водяных и воздушных струй и т. д. Высшая математика открыла новую эру во всех точных науках. Спрос на разыскание способов решения различных дифференциальных уравнений предъявляли разнообразные отрасли физики и техники. Эйлер многим обогатил теорию дифференциальных уравнений. В любом учебнике математического анализа до сих пор излагается множество предложенных Эйлером методов и приемов решения таких уравнений. Эйлер создал новый раздел математики — вариационное исчисление. Вариационное исчисление занимается отысканием таких линий, когда некоторая величина, зависящая от выбора линии, достигает своего наименьшего или наибольшего значения. Взаимосвязь между линиями и различными величинами наблюдается сплошь да рядом. Площадь участка, заключенного внутри замкнутой линии с заданной длиной, зависит от формы, которую мы придадим этой линии. Время, за которое шарик, катящийся по желобу, попадает в заданное место, зависит от формы линии, по которой мы проложим желоб. Леонард Эйлер. 53
Отдельные вариационные задачи решались и до Эйлера. Но только Эйлер понял всю важность подобных задач. Вариационное исчисление широко применяется в теоретической механике и физике. Оно дает ключ к познанию и истолкованию труднейших вопросов теории и практики. Занявшись теорией чисел, Эйлер и в ней заложил краеугольные камни; на них и сейчас зиждется эта область математики. На наследстве гениального Эйлера воспитались многие поколения мировых ученых. Недаром великий французский математик и астроном Лаплас говорил: «Читайте, читайте Эйлера. Он учитель нас всех». Титульный лист классической книги Л. Эйлера «Введение в анализ бесконечно малых». INTRODUCTIO ЛУ A/fALTSIN INFINITORUM 4VCT ORE LtONHARP EULERO ftrtatu Juudurm Гиммитдме томя mi*m "" Славные научные победы одержал академик Михаил Васильевич Остроградский (1801—1862), один из виднейших математиков первой половины XIX века. Труды ученого уже при его жизни принесли ему заслуженную славу в ученом мире и в России и на Западе. Петербургская Академия наук избрала его в 1828 году своим адъюнктом, а в 1830 году Остроградский был уже утвержден академиком — ему было тогда 29 лет. Русский математик уже в молодости получил широкую известность в кругах передовых западных ученых. В 1826 году молодой ученый был приглашен читать лекции во Францию, в коллегиуме Генриха IV. Выдающийся французский математик Коши с восторгом отзывался уже о первых работах русского ученого. Брат М. В. Остроградского в своих воспоминаниях писал: «|У Лапласа брат был принят как член семьи, и творец «Небесной механики» называл брата «Mon fils» (мой сын — Ред.), а перед смертью подарил ему один из своих еще не напечатанных в то время мемуаров». Парижская Академия наук избрала Остроградского в 1856 году своим членом-корреспондентом. В наследстве Остроградского есть формула, которая в математических символах с позиций вариационного исчисления выражает открытый им «принцип наименьшего действия». Остроградский, как и работавший независимо от него знаменитый английский математик Гамильтон, пришел к открытию «принципа наименьшего действия» через анализ механических явлений. Русский математик сам на ряде примеров показал, как применять к решению проблем механики найденную им закономерность, охватывающую все без исключения механические явления. Но значение «принципа наименьшего действия» ныне значительно выросло. Это теперь не только всеобщий принцип механики. Ему подчиняются электродинамические, оптические и другие физические процессы. Принцип Остроградского—Гамильтона — одна из высочайших вершин теоретической физики. С этой вершины можно обозреть огромное многообразие явлений и процессов и исследовать их математическим путем. Но на Западе некоторые физики, широко применяя это математическое открытие, нередко именуют его просто принципом Гамильтона, не упоминая имени нашего соотечественника. Занимаясь вариационным исчислением, основы которого были заложены Эйлером, Острогр адский в 1834 году опубликовал мемуар о вычислении вариаций кратных интегралов, в котором дал строгое 54
и изящное решение этой труднейшей проблемы. Парижская Академия наук спустя шесть лет, в 1840 году, присудила премию французскому математику Саррюсу за работу, посвященную той же теме, что и мемуар Остроградского. Во всех учебниках по математическому анализу приводится формула, дающая возможность сводить вычисление кратного интеграла к вычислению другого, более простого интеграла — интеграла с меньшей кратностью, чем заданный. Умение вычислить, «взять», как говорят математики, кратный интеграл, совершенно необходимо для решения целого ряда задач, выдвигаемых естествознанием и тех- Михаил Васильевич Остроградский. никой. Страницы книг по физике, математике, технике буквально пестрят двойными и тройными интегралами. Часто приходится иметь дело с интегралами и большей кратности. С помощью кратных интегралов вычисляют площади сложных фигур, объемы, ограниченные замысловатыми поверхностями, моменты инерции вращающихся тел, рассчитывают взаимодействие электрических зарядов и токов, движение потоков жидкости и т. п. Формула, дающая ключ к решению кратного интеграла, — одна из важнейших формул высшей математики. Автор этой формулы Остроградский. Он вывел ее еще в 1,834 году и опубликовал в уже упоминавшемся мемуаре попутно с общим ходом математических рассуждений. Остроградский вывел и знаменитую формулу преобразования интегралов по объему в интегралы по поверхности. Сфера применения этой формулы в науке и технике очень широка. Формулой Остроградского, например, пользовался английский ученый Максвелл, создавая свою математическую теорию электричества. В Западной Европе открытие этой формулы связано с именем известных ученых Гаусса и Грина. Важные формулы дал Остроградский и в теории приближенных вычислений. Эта необходимая для решения многих практических вопросов теория учит, как правильно обрабатывать результаты наблюдений и опытов, как вести вычисления и расчеты с достаточной точностью. Решая одну из проблем теории вероятности, Остроградский указывает, что она может быть применена в таком сугубо практическом деле, как браковка материала. Ряд работ Остроградский посвятил сложной отрасли математики — математической физике, занимающейся теоретическим анализом физических явлений. Первое, что должен сделать исследователь, — это составить дифференциальное уравнение, отобразить в математических выражениях изучаемый процесс. В этих уравнениях будут содержаться все свойства процесса. Нередко уже на этой начальной фазе исследования ученому 55
приходится сталкиваться с огромными трудностями, немало поломать голову над тем, как составить дифференциальное уравнение. Но главные трудности еще впереди. Составленные уравнения надо решить, проинтегрировать, как говорят математики. Только после этого становится ясным Еесь ход процесса, и его течение можно проследить во всех тонкостях. Вот тут-то исследователю и приходится больше всего потрудиться. Ведь универсального метода интегрирования дифференциальных уравнений не существует. Другой тип уравнения — другие приемы решения. Новые проблемы естествознания и техники то и дело предъявляют спрос на решение уравнений неизвестного еще типа. Отыскание методов решения дифференциальных уравнений, развитие и обобщение уже открытых приемов — это важнейшие задачи высшей математики. Остроградский изобрел много замечательных приемов составления и решения дифференциальных уравнений. Он исследовал распространение тепла в движущихся средах, вывел уравнение движения упругого тела, создал теорию удара и разобрал проблему распространения волн на поверхности жидкости. Глубокий новаторский ум сверкает и в этих исследованиях Остроградского, сыгравших огромную роль в развитии физики и техники. Наука всегда будет помнить Остроградского и как страстного пропагандиста знаний. Он поднял преподавание математики на невиданную дотоле высоту. Смело вел он своих слушателей на самые высокие вершины науки, просто, ясно и образно рассказывая о ее последних достижениях. Лекции Остроградского слушали не только студенты, но и широкая публика. Многие русские ученые пользовались в своей творческой деятельности мудрыми указаниями Остроградского. Великий ученый по праву считается одним из основоположников русской математической школы. * * * Замечательных математиков выдвинула русская наука в середине XIX века. Первым и по времени деятельности и по значению в этой славной когорте был Пафнутий Львович Чебышев (1821 — 1894). Жизнь Чебышева была спокойна, размеренна, внешне однообразна. Но каким бурным и напряженным было творчество этого великого бунтаря и новатора науки! Идеи Чебышева и сейчас помогают науке двигаться вперед. Подобно Эйлеру и Остроградскому, Чебышев не чуждался практики. «Сближение теории с практикой, — говорил ученый, — дает самые благотворные результаты, и не одна только практика от этого выигрывает; сами науки развиваются под влиянием ее, она открывает им новые предметы для исследования или новые стороны в предметах, давно известных». Эти идеи были девизом всей деятельности Чебышева. Многие работы его даже названия имеют совсем не математические: «О построении географических карт», «О кройке одежды», «О зубчатых колесах». В этих работах Чебышев средствами математики находит решение необычайно важных для практики вопросов о лучшем, наиболее эко- 56
номичном и рациональном использовании наличных средств. Чебы- шев пишет: «Большая часть волро- сов практики приводится к задачам наибольших и наименьших величин, совершенно новым для науки, и только решением этих задач мы можем удовлетворить требования практики, которая везде ишет самого лучшего, самого выгодного». В работе «О построении географических карт» ученый дает исчерпывающий ответ на вопрос, как определить такую проекцию, при которой искажение масштаба будет наименьшим. Для Европейской России Чебышев доводит решение даже до численного подсчета и показывает, что при способах черчения, соответствующих найденному им результату, искажение бу- Пафнутий Львович Чебышев. дет уменьшено вдвое. Заинтересованность его в практике так велика, что он даже изла гает парижским портным результаты исследований, проведенных им в работе «О кройке одежды», учит их наиболее разумному и экономичному способу расчерчивать ткань для раскройки. Методы, найденные Чебышевым, применяются сейчас при раскройке парашютов, при конструировании различных аппаратов. Запросы практики Чебышев принимает для себя как творческий заказ. Он приходит на помощь инженерам, долгое время пытавшимся усовершенствовать «параллелограмм Уатта» — механизм для превращения поступательного движения во вращательное, и дает им метод расчета этого механизма. Начав с параллелограмма Уатта, Чебышев создает свою замечательную теорию механизмов, вооружает техников умением рассчитывать и конструировать самые хитроумные сочленения рычагов, шатунов, шестерен, колес. (Об этих работах Чебышева мы будем говорить в главе «Механики и строители».) Проблема параллелограмма Уатта потребовала от исследователя разработки совершенно новых математических методов, и он создает математическую теорию наилучшего приближения функций. Функцией математики называют переменную величину, изменяющуюся в зависимости от изменений другой переменной величины — аргумента. Функциональная зависимость постоянно встречается в природе, науке и технике. Длина окружности есть функция радиуса; путь, проделанный движущимся телом, зависит от времени; скорость молекул газа определяется величиной температуры; синус — функция угла и т. д. Изучение функций, функциональной зависимости — основа основ высшей математики. Нередко при изучении проблем естествознания и техники исследователям приходится иметь дело с очень сложными функциональными зависимостями. 57
Разработав особую геометрическую сеть, П. Л. Чебышев применил, ее для прректиро- зания на плоскость поверхности сложных тел. Наверху — «сеть Че- бышева». Ниже показано, как эта сеть облегает сложное геометрическое тело — псевдосферу. Чебышев сумел упростить исследование таких функций. Он нашел способ, позволяющий выражать сложные функции сколь угодно точно с помощью суммы простых алгебраических выражений. Алгебраические ряды — полиномы Чебы- шева — это инструмент для решения самых разнообразных задач. Исключительное значение имеют труды Че- бышева по теории вероятностей — отделу математики, занимающемуся исследованием закономерностей, управляющих случайными явлениями. Мкогие ученые тогда смотрели на эту теорию, начала которой были заложены Паскалем, Ферма, Я. Бернулли, Муавром, Лапласом, Гауссом и Пуассоном, как полунауку, некое математическое развлечение. Этой теории невозможно придать такую строгость, утверждали они, чтобы ею можно было пользоваться как методом познания и исследования. Русский математик опроверг своей деятельностью утверждения этих ученых. Чебышев строго доказал «закон больших чисел», утверждающий, что среднее арифметическое большого числа случайных, меняющихся независимо друг от друга величин равно постоянной величине. Этот основной закон, управляющий случайными явлениями, дает возможность рассчитать суммарное действие большого числа случайных величин. Закон больших чисел имеет исключительное значение для естествознания, техники, статистики. С помощью его можно в кажущемся хаосе, каким, например, представляется движение молекул газа, } видеть закономерности этого движения и отобразить их в строгих математических формулах. Закон Чебышева служит основой и в таком сугубо практическом деле, как оценка качества продукции. На элеваторах о качестве огромной груды зерна судят, исследуя зерно, зачерпнутое сравнительно небольшой меркой. Качество хлопка оценивают по выдернутым наугад из громадной кипы маленьким пучкам. Выборочные методы контроля основываются на выводах из этого закона. Своим законом Чебышев подвел под теорию вероятностей прочный фундамент, дал ей право именоваться наукой, не менее строгой, чем все другие математические дисциплины. Плодотворно работал Чебышев и в такой важной области математики, как теория чисел. Гениальным по простоте и остроумию методом Чебышев доказал постулат Бертрана о распределении простых чисел (то есть делящихся только на себя и на единицу) среди остальных чисел. Постулат, эмпирически установленный французским математиком Бертраном, утверждал, что между любым числом и числом, вдвое большим его, обязательно найдется хотя бы одно простое число. Работа Чебышева была величайшей победой математической мысли. Путей к доказательству постулата Бертрана даже и не намечалось; математики всего мира отчаялись в возможности обосновать этот постулат. Познакомившись с работой Чебышева, один английский математик сказал, что для того, чтобы двинуться дальше в изучении вопроса 58
Андрей Андреевич Марков. распределения простых чисел, нужен ум, настолько превосходящий ум Чебышева, насколько ум Че- бышева превосходит обыкновенный ум. Выдающимся математиком был ученик Чебышева Андрей Андреевич Марков (1856—1922). Продолжая дело своего учителя, Марков установил наиболее общие условия, при которых выполняется закон больших чисел. Дав ответ на вопрос, когда и где можно применять этот закон, Марков широко распахнул дверь перед теорией вероятностей в естествознание и технику. Огромным достижением математической мысли была работа Маркова, посвященная центральной, предельной теореме теории вероятностей. Эта теорема была сформулирована Чебышевым. Великий математик начал работать над доказательством теоремы, но довести свою работу до конца не успел. Блестяще завершив исследования, начатые Чебышевым, хЭДарков дал великолепное в своей ясности и безупречности доказательство этой теоремы, решающей вопрос о том, как часто какая-либо случайная величина принимает некоторое определенное значение. Он установил, что вероятность значений, принимаемых этой величиной, подчиняется строгому закону. Центральная теорема, как и закон больших чисел, имеет фундаментальное значение в теории вероятностей. Пользуясь результатами Маркова, физики с безукоризненной точностью могут вычислить, какая часть бесчисленного роя молекул обладает той или иной скоростью. Эта теорема лежит в основе расчетов таблиц для артиллерийской стрельбы. Выведенный из этой теоремы закон рассеивания снарядов дает возможность уверенно вести стрельбу, невзирая на множество случайных причин, отклоняющих снаряд от цели. Развивая теорию вероятностей, Марков приступал к математическому истолкованию и значительно более сложных явлений. В некоторых процессах последующие состояния определенной системы не могут считаться независимыми от ее предыдущих состояний. Такая взаимосвязь сплошь и рядом наблюдается в технике и естествознании. Нельзя, например, численность колонии бактерий в какой-нибудь момент считать независимой от ее численности в предшествующее время. Марков дал математическую теорию, способную описать такие сложные явления. Исследователь показал, что все основные теоремы теории вероятностей могут быть доказаны и для этих явлений, связанных между собой 59 Центральная теорема теории вероятностей, на* меченная Чебышевым и доказанная Марковым, применяется, например, для составления таблиц артиллерийской стрельбы.
как бы в некую цепь. Его теория вошла в науку под названием «цепей Маркова». Теория Маркова исключительно широко применяется в физике, — она служит могучим средством расчета атомных и молекулярных процессов. Труды русских математиков явились прочным фундаментом, на котором стала развиваться теория вероятностей. Успехи теории вероятностей оказались столь разительны, что ученые принялись разрабатывать ее самым широким образом. ♦ ♦ ♦ Гениальным математиком был любимый ученик Чебышева Александр Михайлович Ляпунов (1857—1918). Работы Ляпунова, посвященные проблеме нахождения фигур равновесия однородной вращающейся жидкой массы, были великим достижением математики. Эту задачу поставил перед Ляпуновым сам Чебышев. Учитель хорошо знал своего ученика и не побоялся ориентировать его на решение труднейшей проблемы, над которой свыше двухсот лет бились многие крупнейшие ученые, в числе которых были немецкие математики Гаусс и Якоби, французский математик Лаплас и другие. Были найдены только частные результаты, а строгой и общей теории, указывающей, какую форму принимает вращающаяся жидкость, не существовало. Создания же этой теории требовали многие отрасли науки и техники. Ляпунов оправдал доверие Чебышева. Уже в 1884 году двадцатишестилетний математик в своей магистерской диссертации далеко продвинул решение задачи Чебышева. Но строгий и взыскательный к себе Ляпунов все же не был доволен достигнутыми результатами, хотя они уже намного перекрыли все известные исследования, посвященные фигурам равновесия. Ученый продолжал искать исчерпывающе полное решение проблемы. Интерес к проблеме фигур равновесия был очень велик. Показательно, что французский ученый Анри Пуанкаре за свой труд, в котором имелась только доля того, чего достиг в своей диссертации Ляпунов, был избран в Парижскую Академию. Опираясь на теорию Пуанкаре, английский астроном Дарвин построил гипотезу образования двойных звезд. Но дальнейшее показало, как опасен в науке путь приблизительных решений. После семнадцати лет упорной, напряженной работы Ляпунов нашел исчерпывающее решение стоявшей перед ним задачи. Гипотеза Дарвина, основанная на заключении Пуанкаре, что грушевидная жидкая масса устойчива, оказалась несостоятельной. Ляпунов доказал, что универсальной фигуры равновесия нет, что она изменяется в зависимости от скорости вращения. Русский математик одержал победу. Решение проблемы фигур равновесия только глава в богатейшем наследстве Ляпунова. Исключительное значение в технике имеет созданная Ляпуновым теория «устойчивости движения». С помощью ее конструкторы ныне рассчитывают, будет ли устойчив самолет в полете. Теория устойчивости 60
помогает радиотехникам и электротехникам проверять ответственные схемы. Замечательные труды оставил Ляпунов в области математической физики. Решив так называемую задачу Дирихле, математик вооружил ученых и инженеров умением решать самые общие проблемы движения жидкости, электричества и т. д. Результаты, полученные им, излагаются во всех полных курсах математической физики. Прочно вошли в науку и поверхности особого типа, понятие о которых он ввел в математику. Они носят теперь название «поверхностей Ляпунова». Продолжая, как и Марков, работу, начатую Чебышевым, Ляпунов иным, исключительно оригинальным способом, вошедшим в науку под именем метода характеристических функций, доказал центральную теорему теории вероятностей. Он получил результаты, более чем достаточные для разнообразных практических приложений. Труд Ляпунова вошел во все учебники теории вероятностей и математической статистики. Софья Васильевна Ковалевская. В созвездии русских математиков ярко сияет имя Софьи Васильевны Ковалевской (1850—1891). Жизнь Ковалевской — ярчайший пример любви к науке. Пробуждению интереса к математике у Ковалевской способствовал, как вспоминала она сама, забавный случай. Ее детскую комнату из-за недостатка обоев оклеили страницами, вырванными из книги М. В. Остроградского. Вскоре интерес к математике превратился у Ковалевской поистине в страсть. Но как трудно было утолить в то время жажду знаний! В высшие учебные заведения женщин не принимали. Ковалевской приходилось брать частные уроки, тайком, обманув швейцара, проникать в университет, чтобы слушать лекции профессоров. Ковалевская преодолела все трудности. Она достигла вершин математической науки. Много блестящих страниц вписала в летопись математики эта замечательная женщина. Результаты ее труда «К теории дифференциальных уравнений в частных производных» излагаются сейчас во всех книгах, посвященных этой области математики. Теорема Ковалевской, устанавливающая условия, при которых система дифференциальных уравнений в частных производных разрешима, имеет громадное значение при исследовании многочисленных физических и технических проблем. В 1888 году проходил международный кожуре, посвященный проблеме исследования движения твердого тела вокруг неподвижной точки. Этой труднейшей математической задачей занимались такие выдающие- 61
ся ученые, как Эйлер, Лагранж, Пуансо. Однако найдены были решения только некоторых частных случаев. Французская Академия наук дважды объявляла конкурс на исследование этой проблемы. Но премии оставались неприсужденными: серьезных результатов участники конкурсов не достигли. В 1888 году премия была, наконец, присуждена. Высокую оценку жюри вызвала работа, присланная под девизом «Говори, что знаешь, делай, что обязан, будь, чему быть». Жюри признало это сочинение замечательным и, учитывая его особую важность, постановило увеличить премию с 3 до 5 тысяч франков. Когда был вскрыт конверт с именем автора, то выяснилось, что им была Софья Васильевна Ковалевская. Вскоре же Ковалевская завоевала еще одну международную премию за дальнейшее исследование той же проблемы. Успехи Ковалевской были так велики, что Российская Академия наук, отступив от правил, избрала, по предложению Чебышева, эту женщину своим членом-корреспондентом. Смерть рано оборвала жизнь Ковалевской — достойной представительницы славной когорты отечественных математиков. Гироскопы, математические тео- vuu движения которых дали Эйлер и Пуансо (верхний гироскоп), Лагранж (средний гироскоп) и С. В. Ковалевская (нижний гироскоп). Расскажем в заключение о великом русском математике, который творил в начале XIX века, но полное раскрытие и практическое воплощение идей которого дело недавнего прошлого, настоящего и будущего. Речь идет о профессоре Казанского университета Николае Ивановиче Лобачевском (1793 — 1856), имя которого составляет гордость нашей науки. В 20-х годах прошлого века он создал новую геометрию. Более двух тысячелетий существовала геометрия Эвклида. В этой стройной и ясной системе каждое последующее положение неопровержимо следовало из предыдущего. Вся система, как прекрасное здание, величаво покоилась на небольшом количестве самых первых утверждений, принятых без доказательств, — пяти аксиомах и пяти постулатах. Два тысячелетия не поколебали ни камня в основании здания, воздвигнутого Эвклидом. Геометрия, конечно, росла и крепла: доказывались новые теоремы, решались новые задачи. Но в основе ее по-прежнему лежали все те же пять аксиом и пять постулатов. «Все прямые углы равны», «две точки можно соединить единственной прямой» и т. д. Очевидность таких утверждений была вне сомнений. Геометрия Эвклида казалась единственно возможной геометрией. Принимая пространство, образ которого вытекает из геометрии Эвклида, за единственно возможное, немецкий философ-идеалист Иммануил Кант объявил идею пространства первоначальной идеей, вложенной в наше сознание до всякого опыта. Было только одно темное место в системе Эвклида — его пятый постулат. Этот постулат, говорящий, что через точку, лежащую вне прямой, можно провести единственную прямую, параллельную данной, не был столь очевидным, как остальные аксиомы и постулаты. Но ученые даже не помышляли о возможности иной геометрии. Все усилия они употребляли на то, чтобы вывести пятый постулат, исходя из других аксиом и постулатов. Величайшие геометры всех времен затратили 62
много труда, пытаясь доказать темный пятый постулат. Но всякий раз, когда уже казалось, что доказательство найдено, в нем обнаруживался какой-нибудь логический дефект, сводивший на нет все хитроумные построения. Молодой Лобачевский вначале также отдал дань поискам доказательств пятого постулата. Однако он скоро пришел к мысли о принципиальной невозможности такого доказательства. Но недоказуемость пятого постулата, которая для других означала бы конец попыткам, для великого новатора науки стала отправной точкой исканий, завершившихся, величайшим революционным переворотом в науке. Гениальный математик приходит к необычайно смелому выводу: Накошй Ивановт Лобачевстй. система Эвклида не есть единственно возможная геометрия. «Всем известно, — пишет Лобачевский, — что в геометрии теория параллельных до сих пор оставалась несовершенной. Напрасное старание со времен Евклида, в продолжение двух тысяч лет, заставило меня подозревать, что в самых понятиях еще не заключается той истины, которую хотели доказывать и которую поверить, подобно другим физическим законам, могут лишь опыты, каковы, например, Астрономические наблюдения». Лобачевский утверждает: возможна и другая геометрия. И он создает эту новую геометрию! Со своей теорией Лобачевский впервые познакомил ученых в 1826 году. В основу своей геометрии Лобачевский кладет все прежние аксиомы и постулаты, за исключением пятого. Вместо пятого эвклидова постулата он выдвигает другой: через точку можно провести бесчисленное множество прямых, параллельных данной прямой. Все эти прямые, пишет Лобачевский, заполняют некоторый угол, стороны которого ученый называет прямыми, параллельными данной прямой. На своей системе аксиом и постулатов он воздвигает геометрию, ничуть не менее стройную, чем геометрия Эвклида. Те положения новой геометрии, которые доказываются без применения пятого постулата, естественно, совпадают с положениями старой геометрии. Совокупность этих положений образует так называемую «абсолютную геометрию». Но там, где в доказательстве участвует пятый постулат, Лобачевский приходит к иным выводам, чем Эв- клид. В геометрии Лобачевского, например, доказывается, что описать окружность можно не около всякого треугольника, что «сумма углов треугольника всегда меньше двух прямых и для каждого треугольника имеет свое значение». В новой геометрии не существует квадрата. 63
ПОЛНОЕ СОШПБ СОЧИНЕНИЙ ПО ГЕОМЕТРШ Ь Я Wi.4tttu.ro ТОМ£ ПЕРВЫЙ сочкныия на pycwort «hki КАЗАНЬ Гимг/ау(I Mntf»го/>скагв а/нхверсятев 1803 Титул книги Н. И. Лобачевского. Развивая свою геометрию, Лобачевский последовательно стремился связать геометрические образы с, тем, что реально существует в природе. Его цель состоит не в развитии умозрительных понятий, а в познании природы. «Оставьте трудиться напрасно, стараясь извлечь из одного разума всю мудрость, — цитировал он Ф. Бэкона,—спрашивайте природу, она хранит все тайны и на вопросы ваши будет Вам отвечать непременно и удовлетворительно». Он сам пробует проверить утверждения новой геометрии, производя астрономические наблюдения, пытается с их помощью решить вопрос о кривизне реального пространства. Замечательные по своей глубине мысли, предвосхищающие то, что вошло в науку только в XX веке, содержатся в его труде. Он пишет, что его геометрии, «может быть, следуют молекулярные силы». Гениальный новатор связывает геометрию с физическими процессами, от которых она была оторвана. «В природе мы познаем, — пишет Лобачевский, — собственно, только движение, без которого чувственные впечатления невозможны. Все прочие понятия, например, Геометрические, произведены нашим умом искусственно, будучи выявлены в свойствах движения, а потому пространство само собой, отдельно, для нас не существует». Эти слова мыслителя-материалиста — удар по идеалистическому учению о пространстве, как об умственной категории, независимой от реального мира. Развивая свои мысли, великий математик говорит: «Первые понятия, с которых начинается какая-нибудь наука, должны быть ясны и приведены к самому меньшему числу. Только тогда они смогут служить прочным и достаточным основанием учения. Такие понятия приобретаются чувствами, врожденным — не должно верить». Но самый сильный аргумент против идеалистической теории Канта — это новая геометрия, свободная от противоречий система. Современники великого русского ученого присутствовали при рождении учения, совершившего потом революцию -в науке. «Легче было двинуть Землю, чем уменьшить сумму углов в треугольнике, свести параллели к схождению и раздвинуть перпендикуляры к прямой — на расхождение», — писал потом один математик. Большинство даже весьма крупных ученых Лобачевского просто не поняло. А те, кто понял его теорию, побоялись открыто ее отстаивать, не решились стать на сторону бунтаря в науке и только в частной переписке говорили о своем восхищении теорией Лобачевского. Не нашел поддержки и замечательный венгерский математик Янош Больяи, который высказал идеи, близкие идеям русского математика. Лобачевского начали травить. Лобачевского преследовали насмешками, издевательствами, дошли до того, что его объявили сумасшедшим. Нужно было быть безгранично преданным своей идее, чтобы творить в таких условиях. И Лобачевский не сдался: развивая и углубляя свои мысли, он создает один мемуар за другим. Лобачевский был велик не только в геометрии. Он, предвосхищая работы немецкого математика Дирихле, дал исчерпывающее определение функции — этого основного понятия высшей математики. Могучий ум Лобачевского еще в 1835 году установил тонкое различие между функцией непрерывной и функцией дифференцируемой. Он является автором этого важного положения математики. 64
Затравленный, лишенный всякой поддержки, Лобачевский умер, не дождавшись триумфа своих идей. Только после его смерти они получили мировое признание. В бумагах Гаусса впоследствии находят восторженные отзывы о работах Лобачевского. Геометрию его начинают изучать. Крупнейшие математики пришли к единодушному мнению, что новая геометрия свободна от противоречий. Были найдены геометрические поверхности, на которых господствуют ее закономерности. Идеи Лобачевского, которые он отстаивал один на один в борьбе против ополчившейся на него косности, восторжествовали. Создатель новой геометрии гениальный Лобачевский — творец идеи, полное величие которых раскрывается только теперь. Геометрия Эвклида не потеряла и сейчас своего значения. Ею пользуются и всегда будут пользоваться в своих расчетах и ученые и инженеры. Но есть области, где многие ее утверждения уже становятся несправедливыми. В космическом мире, мире огромных масс и скоростей, и в мире внутриатомном геометрия Эвклида неприменима. Русский ученый создал геометрию, значительно более всеобъемлющую, чем геометрия Эвклида. Идеи Лобачевского входят теперь необходимым звеном в теорию относительности, связавшую воедино геометрию с физическими процессами и величинами: с силами, массами, скоростью движущихся тел, с полями тяготения, с электромагнитными процессами. К теории относительности обязан прибегать ученый, когда ему приходится выходить в своих исследованиях за пределы обычных скоростей и расстояний — устремляться в просторы вселенной или углубляться в мир атомов. Эта еще недавно, казалось бы, отвлеченная теория в наши дни превратилась в могучее орудие познания мира, замечательный инструмент расчета атомных процессов. Мы не можем в полной мере предугадать, что еще подарит нам теория Лобачевского. Кто знает, может быть, идеи новой геометрии воплотятся в штурманские таблицы будущих космических кораблей. Псевдосфера — пример поверхности, на которой господствует не- эвклидова геометрия Н. И. Лобачевского. Сумма углов треугольника, расположенного на псевдосфере, меньше двух прямых углов. Вместе со всем народом радостно встретили Октябрьскую революцию передовые деятели науки. Из учеников и сподвижников Лебедева, Столетова, Чебышева, Бредихина образовались первые отряды советских физиков, математиков, астрономов. Характерные черты советской науки — ее неразрывная связь с народом, которому она безраздельно служит, ее коллективизм и отчетливо выраженная материалистическая основа — ярко раскрываются в творчестве советских физиков, математиков, астрономов. Советские ученые проникают в самые сокровенные тайны природы, раскрывают основные законы, управляющие ею. Атомное ядро! Из каких частиц оно слагается? Ответ на этот вопрос, столько времени волновавший ученых, дали советские физики Е. Н. Гапо« и Д. Д. Иваненко. Они показали, что-в атомных ядрах есть не только протоны — частицы, заряженные положительно, но и частицы незаряженные — нейтроны. Знание устройства ядер дало возможность осуществить ядерную реакцию совершенно нового типа. В обычных ядерных реакциях прихо- б Рассказы 65
дйтся вести непрерывный обстрел вещества разогнанными до большой скорости элементарными частицами, взрывать одно ядро вслед за другим. Взрывы ядер тотчас прекращаются с окончанием обстрела. Ясно, что, действуя таким образом, нечего и думать об овладении энергией* скрывающейся в ядрах. В самом деле, какая была бы польза от реакции горения, если бы надо было «поджигать» по отдельности каждый из атомов горючего вещества? Ценность реакции горения в том, что, начавшись, она уже сама собой продолжается. Реакцию такого типа — саморазвивающуюся, цепную реакцию удалось открыть и в ядерной физике. Ведь в ядрах есть нейтроны, замечательные снаряды для разрушения ядер. В урановых котлах нейтроны, вылетающие из взорванных ядер, взрывают ядра соседних атомов. Эти ядра выбрасывают новые нейтроны. Цепь ядерных реакций не прерывается. Так открытие Гапона и Иваненко помогло подобрать ключи к сокровищнице атомной энергии. В послевоенный период наши ученые успешно решили много научных проблем большого народнохозяйственного значения. Важнейшим достижением советской науки за этот период является открытие методов производства атомной энергии. Тем самым наша наука и техника ликвидировали монопольное положение США в этой области и нанесли серьезный удар поджигателям войны, пытавшимся использовать секрет производства атомной энергии и обладание атомным оружием как средство шантажа и запугивания других народов. Располагая реальными возможностями производства атомной энергии, Советское государство глубоко заинтересовано в том, чтобы этот новый вид энергии использовался в мирных целях, на благо народа. Такое использование атомной энергии безгранично расширяет власть человека над стихийными силами природы. Советским ученым удалось поставить первые опыты по осуществлению в лабораторных условиях термоядерных реакций, идущих в недрах звезд и происходящих при взрыве водородных бомб. Советским ученым в их исследованиях служат новые могущественные средства наблюдения и эксперимента. Астроном Н. Н. Павлов применил фотоэлемент для регистрации прохождения звезд через меридиан. Применение «электрического глаза» повысило точность измерений. Телескоп совершенно новой конструкции, значительно более совершенный, чем все другие телескопы, построил советский оптик Д. Д. Максутов. Этот телескоп дает поразительно четкие изображения. По своим размерам он значительно меньше, чем равные ему по силе увеличения телескопы других систем. Наши астрономы используют для изучения неба радиотелескопы и фотографирование в инфракрасных лучах. Фотографируя небо на пластинки, чувствительные к инфракрасным лучам, советские астрономы открыли множество звезд и звездных миров. Владение методом диалектического материализма помогает нашим ученым изучать и такие проблемы, решение которых не под силу реакционным буржуазным ученым — идеалистам. Эти философствующие лакеи от науки в своем стремлении поддержать капиталистический строй стремятся подорвать у человека веру в свои творческие силы, толкуют о ничтожности человека и его разума, о невозможности познать мир. Как известно, римский папа содержит в Ватикане прекрасно оборудованную обсерваторию, созданную для сбора «научных доказательств» существо- 66
вания бога. В речах папы римского нередко можно встретить научные термины из области квантовой физики и теоретической астрономии. Прошло время, когда католическое духовенство открыто сжигало ученых на кострах. Теперь оно вынуждено приспособляться к ходу материалистической науки, используя каждое временное затруднение в развитии науки. Пессимизмом охвачены все рассуждения реакционных ученых о будущем вселенной. Они стремятся навязать людям представление об обреченности человечества и всего живого. Своими работами советские ученые наносят сокрушительные удары этим «теориям». Буржуазные ученые-реакционеры утверждали, что каждая звезда, а следовательно, и наше Солнце обязательно должны проходить через стадию «новой звезды» — вспыхнуть на короткое время необычайно ярко. Они вещали, что человеческая цивилизация подобна «шалашу на склоне вулкана», что Солнце рано или поздно испепелит все на Земле. Этим рассуждениям противостоит созданная советскими астрономами Б. В. Кукаркиным и П. П. Паренаго теория образования «новых звезд». Точными расчетами советские астрономы показали, что не всякая звезда может стать «новой звездой». Для того чтобы звезда могла вспыхнуть, ее недра должны обладать определенной температурой и давлением. Теория блестяще подтвердилась. Своими работами советские ученые доказали, что внутри Сслнца нет надлежащих условий для вспышки. Среди ученых некоторых капиталистических стран имеет хождение теория о том, что все звезды родились одновременно. Так, в новом обличье предстает библейская легенда о сотворении мира. Эти построения опровергаются открытием, сделанным под руководством академика В. А. Амбарцумяна на Бюроканской обсерватории в Армянской ССР. Ученые обнаружили совершенно новый тип звездных скоплений, состоящих из звезд-сверхгигантов. Изучая звездные ассоциации (такое название дали новому типу скоплений), исследователи установили, что звезды этих ассоциаций родились всего лишь 10—20 миллионов лет назад. Эти звезды моложе Земли! Учитывая астрономические масштабы времени, можно сказать, что звезды рождаются на глазах. Имеют хождение среди некоторой части буржуазных ученых и катастрофические гипотезы происхождения солнечной системы. Согласно этим гипотезам наша планетная система образовалась в результате сближения Солнца с некоей звездой, своим притяжением или даже ударом оторвавшей от Солнца куски материи, из которых потом образовались планеты. Так как вероятность сближения звезд исчезающе-мала, приверженцы этих гипотез утверждают, что наша планетная система, может быть, единственная во всей вселенной, что образование ее — чистейшая случайность. Подвергнув катастрофические гипотезы детальному анализу, советские астрономы доказали их полную несостоятельность. Планетные миры обнаружены около других звезд вселенной. Советский ученый О. Ю. Шмидт выдвинул новую гипотезу происхождения солнечной системы. По этой гипотезе планеты образуются в результате сгущения пылевидной материи, заполняющей межзвездное пространство. Образование планетных миров есть закономерное явление в ходе развития вселенной. Советский ученый академик В. Г. Фесенков вплотную подошел К разгадке происхождения звезд и сумел сфотографировать процесс образования звезды из туманности. Схема телескопа советского ученого Д. Максутова. В звездных ассоциациях, открытых советскими астрономами В. Л. Лмбар- цумяном и Б. Е. Мар- каряном, звезды движутся так, будто они некогда вышли из одного участка неба. 5* 67
Ученых давно волновала загадка космических лучей, не прекращающимся ливнем хлещущих из мирового пространства. Чего только не наговорили на этот счет некоторые запутавшиеся в идеализме ученые! Физик Милликен заявил, что космические лучи прилетают к нам из какого-то таинственного мире, где якобы создается энергия. Другой ученый, Цвикки, утверждал, что космические лучи — это обломки разрушенных миров. Примером новаторского подхода к решению научных проблем является теория космических лучей, созданная московским ученым Я. П. Терлецким. Составной частью в теории Терлецкого вошла его работа по созданию индукционного ускорителя элементарных частиц. В таких ускорителях частицы разгоняются переменным магнитным полехМ. Терлецкий высказал смелую идею: не есть ли некоторые звезды гигантские ускорители, которые разгоняют своим магнитным полем вылетающие из их недр частицы? Исследования показали, что действительно многие звезды обладают сильным магнитным полем. Вселенная — это заповедник смерти, вещают реакционные ученые, жизнь, существующая на Земле, — исключительное явление. Советская наука убедительно доказывает, что и на других планетах может существовать жизнь. Советский ученый Г. А. Тихов явился создателем новой науки — астробиологии, науки, изучающей жизнь на внеземных мирах. Ученому удалось добыть доказательства в пользу того, что на Марсе существуют растения. К исследованию этой планеты Тихов применил метод фотографирования планет с помощью светофильтров. Действуя таким образом, можно определять цвет поверхности небесных тел, ее спектральную характеристику, способность ее отражать те или иные лучи спектра. Изучая поверхность Марса, Тихов обнаружил, что окраска ее участков в разные времена года различна. Ученый высказал предположение, что эти изменения сезонные и зависят от цвета растительности. Тихов решил сравнивать данные, полученные из наблюдений за Марсом, с данными об отражательной способности земных растений. Сходство не обнаружилось. Но Тихов рассуждал так. Климат на Марсе значительно более суров, чем на Земле, поэтому марсианские растения, приспособившиеся к климату, естественно, должны отличаться от обычных наших растении. В поисках подобных растений на Земле Тихов и его сотрудники отправились в тундру и на высокие горы. Отражательная способность растений в этих районах оказывается очень похожей на спектральные характеристики поверхности Марса. Значительные успехи достигнуты советскими математиками. Наша советская математика теснейшим образом связана с жизнью, практикой. В своих кабинетах наши математики решают проблемы, которые выдвигает перед ними народное хозяйство. Успешно развивает советская математическая школа и те области науки, которые сейчас кажутся отвлеченными, но которые в будущем, бесспорно, станут основой новых научных и технических дерзаний. Каждый новый год приносит нам известия о новых и новых победах советской ф'изики, астрономии, математики. Все богатство идей и открытий точных наук советские ученые ставят на службу великому делу — построению коммунистического общества.
РУССКИЕ ХИМИКИ у истоков химической науки Во времена Ломоносова химики пользовались большим количеством химических соединений; у них накопилось много практических сведений, приемов, рецептов. Но сама химия выглядела больше ремеслом и искусством, чем наукой. Теории, способной охватить все многообразие имевшихся в распоряжении ученых фактов, не существовало. В те времена в России были крупные химические лаборатории. Одни из них обслуживали «промыслы», в других изготовлялись лекарства. Однако разработка природных богатств России, растущая промышленность нуждались в специалистах-химиках. И это больше всех понимал Ломоносов. «Химическое искусство, — писал он, — в средину гор проникает и что в них лежит без пользы — очистит для умножения нашего блаженства». Сам Ломоносов считал своей «главной профессией» химию и ей посвятил основную часть своей творческой деятельности. Занимаясь химией, он всегда ратовал за единение науки и производства, считая, что истинный химик обязательно должен быть теоретиком и практиком. Развитие подлинных знаний в то время тормозили отсталые взгляды. Так, например, кроме химических элементов: меди, железа, олова, ртути, золота1 и других, химики считали существующей некую материю — флогистон, — которая якобы присутствует в чистых металлах и выделяется при их обжиге. В познании вещества Ломоносов придерживался атомистических представлений. Он считал, что любое вещество, будь то твердое, жидкое или газообразное, состоит из атомов. Согласно атомистическим представлениям предшественников Ломоносова — Р. Бойля, И. Ньютона и других ученых, комбинации первичных 69
атомов не могли дать качественно новых образований вещества. Ломо- нрсов обогатил труды своих предшественников и положил начало развитию химической атомистики, представляющей собой более высокую ступень науки о строении вещества. Коротко и ясно сформулированы им основные положения атомистической теории. Все тела, по Ломоносову, состоят из атомов. Атомы соединяются в сложные частицы — молекулы, а последние — в обычные тела. С атомом оц связывает цредставление о простом веществе, с молекулой — представление о химическом соединении. То, что мы сейчас называем атомом, Ломоносов называл элементом; молекулы он называл корпускулами. Б одном из gbohx первых трудов — «Элементы математической химии»— в 1741 году русский ученый писал: «Элемент есть часть тела, не срстоящая из каких-либо других меньших и отличных между собой тел». «Корпускулы есть собрание элементов в одну небольшую массу». «Корпускулы однородны, если состоят из одинакового числа одних и тех же элементов, соединенных одинаковым образом». «Корпускулы разнородны, когда элементы их различны и соединены различным образом или в различном числе; от этого зависит бесконечное разнообразие тел». Ученый указывал, что физические и химические свойства вещества определяются расположением мельчайших частиц. «Наука о самых мельчайших частичках, от которых происходят частичные качества тел, ощущаемых нами, столь же необходима... как сами эти частички надобны для создания тел». Идея о том, что вещество состоит из мельчайших частиц, появилась задолго до Ломоносова. Однако и много лет спустя после работ русского ученого, в XIX веке, немало химиков и физиков путало понятия о простом и сложном теле, то есть о химическом элементе и химическом соединении. В трудах Ломоносова неразрывно связаны атомные воззрения в химии и молекулярные—в физике. Они рассматривались им как различные стороны единого учения. Атомно-молекулярное учение Ломоносов распространял на все известные тогда виды и формы движущейся материи. В отличие от него более поздние атомисты — английский ученый Д. Дальтон и итальянский ученый А. Авогадро — не делали этого в своих воззрениях. Так, например, Дальтон отвергал молекулярную гипотезу, утверждая, что никаких молекул не существует. Авогадро распространял молекулярную гипотезу лишь на газы. На основе атомно-молекулярного учения Ломоносов заложил начала новой науки — физической химии, с точки зрения которой «химия первая предводительница будет в раскрытии внутренних чертогов тел, первая проникает во внутренние тайники тел, первая позволит познакомиться с частичками», из которых построено вещество. Источником человеческого познания Ломоносов считал опыт, эксперимент в единении с теоретическим мышлением. В своем творчестве благодаря этому он смог подняться над кажущимся хаосом явлений и, воору- жась атомистическими представлениями, создать цельное научное 70
представление о природе. Все богатство накопленных наукой фактов он превратил в систему, в учения о строении тел, о сущности химических реакций, о природе теплоты, электричества и света. Все эти учения, как единым стержнем, были пронизаны атомистическими представлениями. Весь дальнейший ход развития науки подтвердил правильность атомно-молекулярного учения Ломоносова и показал необычайную силу научного предвидения нашего великого соотечественника. В течение XIX века одна за другой торжествовали победу основные мысли Ломоносова о строении вещества. Накануне XX века доказано было реальное существование атома. Выдвигая свое материалистическое атомно-молекулярное учение, русский ученый вел, ожесточенную борьбу со всем, что мешало развитию этого учения, искажало и* затемняло его. Особенно горячо восставал он против идеалистического толкования атомно-молекулярной теории, стремления примирить атомистику с богословскими догматами. Отдельные философы того времени считали, что атомы вечны и сотворены богом и его волей они сгруппированы в тела. Они говорили, что бог, который сотворил вещество вместе с движением и покоем, сохраняет в нем то самое количество' движения и покоя, какое вложил в него при творении. В 1754 году Ломоносов писал Эйлеру о подобных попытках подчинить атомистику идеализму, указывая, что это учение следует до основания уничтожить опытами. И он доказал, что существует незыблемый закон природы, закон сохранения вещества. Ломоносов всегда стремился опытом проверить свои теоретические построения. Но для проведения различных химических и физических исследований нужны материалы, приборы, приспособленное помещение — нужна лаборатория. Ломоносов создает проект лаборатории. Много сил И энергии Пришлось потратить, Макет химической лаборатории чтобы преодолеть сопротивление чиновников, засевших в академической канцелярии. В 1748 году в Петербурге была открыта первая в России научная химическая лаборатория. Для своего времени это было замечательное научное учреждение. В ней имелись химические и физические приборы, микроскопы, весы. В ней были печи и аппараты для плавки, кипячения, перегонки, обжига. Список только одних реактивов, которыми располагала лаборатория, достигал пятисот названий. Это был прообраз современных научно-исследовательских институтов. Большую ценность для науки имела программа работ, 7i
ОпЬшЪ Бойла itcl irotnG вЬсЪ яо \[щы}МШ'^ылткшли,Ы z у 'foil OOCo^iMU^ = #ty MujCauno /1отоно(ов к^^^а^ **mLw Опыт Ломоносова, доказавший закон сохранения вещества. которую Ломоносов представил вместе с проектом учреждения лаборатории. В программе говорится о поисках новых методов химического исследования, о проверке важнейших опытов других ученых, о микроскопических исследованиях, об изучении явлений с количественной стороны (с помощью весов). «Сверх сего, — писал Ломоносов, — к химическим опытам присовокуплять, где возможно, оптические, магнитные и электрические опыты». Обширную, четкую, целеустремленную программу работ Ломоносова трудно даже сравнивать с планами химиков того времени. Ломоносов смотрел на десятилетия вперед. Одним из главных средств научного исследования Ломоносов сделал весы — прибор, позволяющий установить количественную сторону того или иного химического или физического процесса. Он горячо ратовал за внедрение весов в обиход ученого. «Желающему делать физико-химические опыты обязательно необходимо пользоваться весом и мерою», — писал он. Ломоносова по праву считают ученым, положившим начало систематическим количественным измерениям в химии. Своим примером он показал, как много может сделать исследователь, умело пользующийся весами. Один из таких опытов Ломоносова является классическим. Связанный с великим открытием, он навсегда останется в истории науки как образец эксперимента, исключительного по своей простоте, доказательной силе и революционному воздействию на все естествознание. В 1673 году знаменитый английский ученый Роберт Бойль поставил такой опыт. В запаянной наглухо реторте он прокаливал металлы. «После двух часов нагревания, — писал исследователь, — был открыт запаянный кончик реторты, причем в нее ворвался с шумом наружный воздух. По нашему наблюдению при этой операции была прибыль в весе на 8 граммов». Бойль не увидел ошибки, допущенной им при постановке опыта, и пришел к выводу, что из пламени сквозь стенки в сосуд проникает сверхтонкая «материя огня», которая присоединяется к металлу. В этом, считал Бойль, причина прибыли веса металла. Такое толкование опыта было во времена Бойля вполне убедительным. Тогда в большой моде были различные «тонкие материи» — «материя тяжести», «материя тепла», «материя электричества» и т. п., присутствием их пытались объяснить свойства тел. Опыт Бойля, на который, как на фундамент, опиралась теория «теплотворной», «огненной» материи, привлек внимание Ломоносова еще задолго до того, как была построена химическая лаборатория. Ломоносов, развивая мысли о постоянстве количества вещества при его превращениях, пришел к еще более общей и важной мысли об едином законе сохранения вещества (массы) и движения, изложенном в его известном письме к Эйлеру от 5 мая 1748 года. Опыт Роберта Бойля был в числе тех важнейших экспериментов, которые надлежало проверить в лаборатории. Это Ломоносов и сделал в 1756 году. Вооружившись, подобно английскому исследователю, ретортой и весами, Ломоносов начал прокаливать металлы на огне. Но в отличие от Бойля русский ученый взвешивал реторту с металлами и до и после прокаливания в запаянном виде. «Оными опытами нашлось, — с гордостью 72
сообщал Ломоносов,—что славного Роберта Бойля мнение ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес металла остается в одной мере». Вес сосуда с металлом после прокаливания оставался без изменений: сколько прибавлял в весе металл, столько терял воздух, заключенный в реторту. Роберт Бойль, взламывая перед вторым взвешиванием горлышко реторты, впускал в нее из атмосферы воздух, который занимал место кислорода, соединившегося с металлом. Этим и объяснялась прибавка в весе. Не таинственная «материя огня», не «флогистон», а воздух соединяется с металлом при его нагревании, и от этого возрастает его вес, предположил Ломоносов. Он нанес этим сильный удар по теории флогистона. Позднее, в 1774 году, великий французский химик А. Лавуазье подтвердил и уточнил вывод Ломоносова. Лавуазье, вновь проверив опыт Р. Бойля по прокаливанию металлов в запаянных сосудах, установил, что при этом с металлом соединяется часть воздуха, вследствие чего и происходит возрастание веса металла. Эта часть воздуха, которую он назвал кислородом, как выяснил Лавуазье, окисляет металлы, поддерживает горение и дыхание. Другая же часть воздуха, указал Лавуазье, этими свойствами не обладает. Таким образом, Лавуазье опроверг теорию флогистона окончательно. После опытов Ломоносова с прокаливанием металлов закон сохранения вещества, бывший до того гениальной гипотезой, вошел в науку как великий закон природы. В 1760 году Ломоносов снова провозглашает этот закон на торжественном публичном собрании Академии наук. Известно> что ученый мир был ознакомлен с открытием Ломоносова. В научных журналах России, Франции был напечатан труд русского ученого «Рассуждение о твердости и жидкости тел», в котором дана развернутая формулировка великого закона сохранения. Бесспорно, что эти сообщения не прошли бесследно. Ломоносов за заслуги перед наукой был избран почетным членом двух заграничных академий — Шведской и Болонской. * * * Ломоносов особенно методично разработал важный раздел химии, который мы и теперь называем так, как назвал его он сам в 1752 году: «Курс истинной физической химии». Это был первый в мире курс физической химии. Ломоносов дает четкое определение этого предмета: «Физическая химия есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физических причину того, что происходит через химические операции в смешанных телах». В программе опытов по физической химии, составленной Ломоносовым, мы встречаем исследование растворов, кристаллизацию, определение удельных весов, сил сцепления твердых и жидких тел, «застудневание растворов, сцепление студней», то есть коллоидные, а также термохимические, электрохимические и целый ряд других исследований. Сейчас, через двести лет, приходится удивляться, как мало разнится его программа от основных руководств по курсу физической химии конца XIX века. До 1753 года Ломоносов дважды в неделю читал двухчасовые лекции, сопровождая их многочисленными опытами. 73
Повседневная практика промышленности зиждется на использовании закона сохранения вещества. Громадное значение придавал Ломоносов теснейшей связи химии, физики и математики. Впервые он отметил это в предисловии к сочинению «О происхождении в природе селитры», но наиболее ярко выразил он свою мысль в знаменитом «Слове о пользе химии» (1751): «Химия — руками, математика — очами физическими по справедливости назваться может...» А в своем курсе физической химии, прочитанном в 1752 году, он писал: «Химия без знания физики подобна человеку, который всегда искать должен ощупом. И сии две науки так соединены между собой, что одна без другой в совершенстве быть не могут». Ломоно'сов уверенно пользовался данными этих наук. Он, например, обратил внимание на физическое явление, сопутствующее нейтрализации, — выделение тепла. Ломоносовым была разработана обширная программа изучения растворов. В этот план входило исследование таких важнейших свойств вещества, на которых базируются современные теории растворов, как «расширение на огне»; удельный вес и изменение объема при растворений; исследование упругости пара и точек кипения растворов сравнительно с чистыми жидкостями. Должны были быть исследованы «знобильные материи», «продолжительность сохранения теплоты растворами по сравнению с водой» (теплоемкость растворов); «производится ли при растворении теплота или холод» (теплота растворения); «восхождение в трубках» и «сцепление жидких тел по числу капель» (поверхностное натяжение) и другие свойства растворов. Ломоносов ясно предсказывал будущую Ьвязь химии с учением об электричестве: без химии путь к познанию истинной причины электричества закрыт. Это было сказано в 1756 году. А в 1833 году прозвучали слова Фарадея: «Та же сила обусловливает как электрическое разложение, так и обыкновенное химическое разложение». Начинания Ломоносова опередили его время. Только.с 1865 года Н. Н. Бекетов начал чтейие курса физической химии в Харьковском университете, организовав отделение физико-химических наук и физико- 1А
химические практические занятия. А некоторое время спустя, с 1887 гЬда, в Лейпциге начал читать физическую химию В. Оствальд. Своими прогрессивными идеями М. В. Ломоносов способствовал развитию науки. Научные труды Ломоносова были известны итальянским ученым. «Ученые флорентийские ведомости» опубликовали ряд его работ по различным отраслям естествознания. Знали труды Ломоносова также французские, английские и шведские ученые, труды его тоже публиковались в этих странах. Но все-таки следует отметить, что ломоносовские работы по химии за границей публиковались мало. В 1911 году, кай мы уже упоминали, праздновалось 200-летие со дня рождения Ломоносова. В Нью-Йорке с речью, посвященной великому русскому химику, выступил председатель Американского химического общества профессор Колумбийского университета А. Смит. «Ломоносов, как химик первой величины, — говорил американский ученый, — так же как и личность исключительного величия, должен занять свое место в рядах галереи величайших Людей мира». «Реформа в химии, — признал А. Смит, — могла бы произойти на полвека ранее, если бы труды Ломоносова были широко известны». „ЧЕРТЕЖИ АТОМНЫХ ПОСТРОЕК" Язык химических формул имеет огромное значение в науке. Ой позволяет кратко и наглядно, в одной строчке изобразить то, что потребовало бы многих страниц для объяснения словами. Изображения эти одинаково понятны химикам всех стран и народов. В неорганической химии ученые имеют дело с веществами, построенными сравнительно просто; в формулах, как правило, чтобы получить представление о химических особенностях вещества, достаточно отметить количественное соотношение элементов, входящих в соединение (например, формула H2S04 показывает, что речь идет о серной кислоте). Не так обстоит дело в органической химии, где, как теперь мы знаем, вещество необходимо характеризовать не только количеством атомов углерода, водорода, кислорода и других элементов, вошедших в молекулу, но и взаимным расположением атомов и тем, каким образом они Изомеры — диметиловый эфир и винный спирт. Разное строение молекул этих веществ определяет их различные физические свойства. 75
связаны друг с другом. Формулы, которыми пользуются в неорганической химии, для органической химии недостаточны. Под одинаковой формулой может скрываться несколько разных веществ с совершенно различными свойствами. Диметиловый эфир и этиловый (винный) сщфт, например, выразятся одной и той же количественной формулой — C2HfiO. Такие вещества, одинаковые по-составу, но разные по свойствам, называются изомерами. Первая пара изомеров была открыта в 1823 году. В дальнейшем обнаруживались все новые и новые вещества, одинаковые по составу, но разные по свойствам. В первой половине прошлого столетия химики, изучая сложные тела, узнавали, из каких атомов они состоят и сколько каких атомов входит в состав тела. Это был путь от сложного к простому. Но как построить из простого сложное? В чем же причина удивительного явления изомерии? Как из атомных «кирпичиков» строятся различные молекулы? Все эти загадочные вопросы разрешила теория химического строения органических соединений русского ученого Александра Михайловича Бутлерова (1828—1886). Русский химик опроверг взгляды некоторых химиков, писавших в своих трудах о том, что наука никогда не даст ответа на вопрос, каким образом сгруппированы атомы в молекулах. Теория Бутлерова необычайно расширила власть человечества над природой, она раскрыла тайну строения множества веществ и дала ключ к их синтезу, то есть к искусственному изготовлению сложных органических веществ. Создатель новой теории показал, как можно выразить формулами химическое строение молекул органического вещества и связь атомов в молекуле. Два года излагал Бутлеров свою теорию студентам на лекциях в Казанском университете, одновременно проверяя ее опытами в лаборатории. В феврале 1858 года русский ученый принял участие в заседании Парижского химического общества, на котором выступил с докладом. Год спустя Бутлеров подверг критике господствовавшее тогда учение Жерара и призывал «идти дальше Жерара». 19 сентября 1861 года Бутлеров выступил на 36-м собрании немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере с докладом «О химическом строении веществ». В этом докладе он подробно изложил свою теорию. Л М. Бутлеров докладывает на съезде химиков о своей теории строения вещества. Х6
.^^^й| •Hfb я н Изомеры — бутан и изобутан. Он говорил: «Заключение о химическом строении веществ, по всей вероятности, можно всего лучше будет основывать на изучении способов их синтетического образования... С другой стороны, впрочем, и аналитические реакции также могут служить для определения химического строения». На его докладе присутствовали видные химики. Здесь никто из присутствующих не оценил тогда того нового, что внес в науку А. М. Бутлеров своей теорией. После возвращения в Казань Бутлеров в 1863 году печатает статью «О различных способах объяснений некоторых случаев изомерии». В этой статье, критикуя взгляды немецкого ученого А. Кекуле, он писал: «С мнением Кекуле, что положение атомов в пространстве нельзя представить на плоскости бумаги, едва ли можно согласиться; ведь выражается же положение точек в пространстве математическими формулами, и следует,- конечно, надеяться, что законы, которые управляют образованием и существованием химических соединений, найдут свое математическое выражение». Эти строки показывают нам, как Бутлеров заглядывал вперед, предугадывая и предвещая новую фазу развития химии — стереохимию, которая вскоре действительно была создана. Сравнительно легко сделать анализ вещества, определить, из чего оно построено. Значительно сложнее искусственно построить вещество, осуществить синтез. Здесь уже мало поможет одно только знание того, из каких атомов оно состоит, — надо знать и то, как эти атомы сложены в молекуле. Именно' «проект» атомных и молекулярных построек должен иметь химик, прежде чем он приступит к созданию нового вещества. Если он не будет знать формы сочетания атомов, если он не будет знать связующей силы «цемента» каждого атома в данном сочетании, или, как говорят ученые, силы химического сродства, он не построит нового вещества. На все эти вопросы дала ответ теория химического строения, открывшая новую эру в развитии мировой науки. В 1864—1866 годах Бутлеров издает учебник «Введение, к полному изучению органической химии», в котором вся органическая химия была изложена в соответствии с теорией химического строения. Молекулы соляной 'Кислоты и воды. 7?
Эта книга в 1867 — 1868 годах вышла в Германии в переводе на немецкий язык. О недбходимости такого перевода писал из-за границы ученик Бутлерова IB. В. Марковни- ков. Он указал, чтр в течение двухлетнего пребывания ерр в Германии многие известные химики задавали ему такие вопросы, которые Бутлеров давно освещал казанским студентам на лекциях в своем элементарном курсе органической химии. В 1865 году А. Кекуле в статье «Об ароматических соединениях» предложил формулу бензола, явившуюся в результате дальнейшего развития теории А. М. Бутлерова. Величайшая заслуга Бутлерова перед наукой всего мира заключает- Александр Михайлович .Бутлеров ся в том> чт0 он Дал в РУКИ ученых оружие, с помощью которого стало возможным строить вещества по заранее разработанному плану, производить такие постройки из невидимых атомов, которые были совершенно немыслимы до этого. Можно ручаться за возможность синтетического получения каждого органического вещества, химическое строение которого изучено, писал Бутлеров еще в 1864 году. Будущее подтвердило это. Структурные формулы для химиков так же необходимы, как проект для строителя дома, — это их «чертежи», схематически изображающие строение вещества. Такие «чертежи»-формулы мы сейчас находим в любом учебнике. Созданная Бутлеровым теория химического строения имеет большое практическое и теоретическое значение. Он сам применял ее при решении проблем органического синтеза. Работы Бутлерова по синтезу новых веществ принесли ему славу одного из крупнейших химиков-синтетиков. Синтезы, осуществленные Бутлеровым, вошли в историю химии как крупные достижения этой науки. В 1860 году Бутлеров открыл способ искусственного получения широко известного сейчас лекарства — уротропина. На основе своей теории химического строения Бутлеров синтезировал новое вещество — изобутилен. Изучая изобутилен, ученый открыл, что он полимеризуется при воздействии серной кислоты. Этим своим' замечательным исследованием Бутлеров проложил путь химии высокомолекулярных соединений, химии больших молекул. * * * Замечательным теоретиком и блестящим экспериментатором бутле- ровской шщцы был Владимир Васильевич Марковников. В 1869 году он развил идеи Бутлерову о взаимном влиянии атомов в химических соединениях! 18>
Владимир Васильевич Марковников. Возьмем молекулы основных типов водородистых соединений: соляную кислоту, воду, аммиак, метан. Атомы водорода всюду как будто одинаковы, но в каждой молекуле они обладают совершенно различным химическим характером. В молекуле соляной кислоты атом водорода под влиянием хлора приобретает кислотный характер. В химических реакциях он легко замещается металлом. В молекуле воды атомы водорода связаны с кислородом и имеют уже другой характер: они могут замещаться такими активными металлами, как натрий или калий. В молекуле аммиака, где водород находится под влиянием атома азота, свойство замещаться металлом почти пропадает. Наконец водородные атомы в молекуле метана прямо не замещаются металлами, но приобретают новую способность — замещаться хлором. В этом поведении атомов имеется определенная закономерность. Современная наука объяснила физическую сущность этой законог мерности. В молекулах соляной кислоты и воды атомы водорода отдают свои электроны хлору и кислороду и превращаются в ионы, теряют свою нейтральность. В молекулах аммиака и метана связь между атомами, как мы теперь уже знаем, не ионная. Электроны атомов водорода объединяются с внешними электронами атомов азота и углерода. Водородные атомы в аммиаке и метане остаются нейтральными. В аммиаке они могут лишь в специальных условиях замещаться металлами, в метане же они не способны к таким замещениям. Оказалось, что на свойства отдельных атомов в молекулах влияют прежде всего те атомщ, с которыми они связаны непосредственно. В меньт шей степени могут влиять атомы, связанные друг с другом через посредство других атомов. Марковников доказал правильность высказанной ранее Бутлеровым идеи о том, что при соединении двух атомов их свойства в сложном веществе изменяются под взаимным воздействием. Речь идет не о простом сложении двух или нескольких неизменных величин, а о взаимном влиянии атомов, распространяющемся даже на такие атомы, которые непосредственно не связаны друг с другом. Зная это влияние, можно заранее предсказать, как будут вести себя в различных случаях составные части молекул. Работы В. В. Марковникова — важный этап в развитии органической химии. Они помогают химикам предвидеть направление химических реакций. В своей диссертации «Материалы по вопросу о взаимном влиянии атомов в химических соединениях» Марковников сформулировал ряд правил. Правила эти дают возможность предвидеть, какие соединения получатся в том или ином случае в результате химической реакции. Молекулы метачй и аммиака. 79
ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН МЕНДЕЛЕЕВА Главный закон, управляющий миром химических элементов, открыл великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев. Ко времени этого открытия было известно 63 химических элемента. Накопилось огромное количество сведений и об их свойствах. Однако изобилие не осмысленных с единой точки зрения фактов было источником трудностей и путаницы в химии. Гениальный русский химик, открыв закон, которому подчиняются свойства элементов, а также и строение атомов, разрешил эти, трудности. Тщательно изучая и сопоставляя свойства химических элементов, он стремился раскрыть тайны далекого и близкого их родства. Менделеев так описывает свои искания: «...невольно зарождается мысль о том, что между массой и химическими особенностями элементов необходимо должна быть связь... Искать же что-либо — хотя бы грибов или какую-либо зависимость — нельзя иначе, как смотря и пробуя. Вот я и стал подбирать, написав на отдельных карточках элементы с их атомными весами и коренными свойствами, сходные элементы и близкие атомные веса, что быстро и привело к тому заключению, что свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомного веса...» Расположив элементы в порядке нарастания атомных весов, ученый получил ряды элементов; в каждом из рядов свойства элементов периодически повторяются. По определению самого Менделеева, открытый им периодический закон заключается в том, что «свойства элементов (а следовательно, и образованных ими простых и сложных тел) находятся в периодической зависимости от их атомных весов». Великую прозорливость проявил Менделеев, открыв периодичность в мире элементов, в то время когда множество элементов не было еще открыто, а атомные веса некоторых из известных элементов были определены неверно. Но доказать неопровержимо существование этой закономерности оказалось делом чрезвычайно трудным. Когда Менделеев в своих изысканиях исходил из атомных весов, встречавшихся в работах того времени, периодичность нередко нарушалась. Но ученый не стал в тупик. Он твердо был убежден в существовании периодической зависимости свойств элементов от их атомных весов. И когда он наблюдал нарушения периодичности, для него был возможен лишь один-единственный вывод, — очевидно, неверны или неполны данные, которыми располагала наука. Он исправлял на основании теоретических расчетов атомные веса некоторых элементов. Так было' с индием, платиновыми металлами, ураном и другими элементами; позднейшие, более точные измерения их весов подтвердили правильность этих исправлений. В 1869 году, опубликовав в журнале Русского химического общества свою работу «Соотношение свойств с атомным весом элементов», Менделеев познакомил ученый мир с открытым им периодическим законом. К статье была приложена таблица периодической системы элементов. Излагая сущность открытого закона, великий ученый указывал также на существование еще неизвестных науке элементов. 80
В таблице Менделеева химические элементы располагаются в порядке возрастания их атомного веса. Много мест в своей системе Менделеев оставил для еще не открытых элементов, примерный атомный вес' и другие свойства которых ученый высчитал, учитывая характер соседних элементов. Менделеев впервые в истории химии предсказал существование неизвестных элементов. Он писал, что должны существовать еще элементы, которые он назвал экаалюминием, экабором и экакрем нием. Ряд ученых отнесся к предсказанию русского ученого с большим недоверием. Но вот в августе 1875 года французский ученый Лекок де Буа- Дмитрий Иванович Менделеев. бодран путем спектрального анализа обнаружил в цинковой обманке новый элемент, названный им галлием (Галлия — старинное наименование Франции). В 1879 году известный шведский химик Нильсон открыл второй из предсказанных Менделеевым элементов. Свойства скандия, как назвал новый элемент Нильсон, полностью совпали со свойствами предсказанного Менделеевым экабора. Оправдались даже опасения русского ученого, что открытию экабора в минералах будет мешать присутствие другого химического элемента — иттрия. «Таким образом, — заканчивает Нильсон свое сообщение об открытии нового элемента, — подтверждаются соображения русского химика, которые не только позволили предсказать существование названных элементов — скандия и галлия, но и предвидеть заранее их важнейшие свойства». Наконец в 1886 году немецкий ученый Винклер открыл третий предугаданный Менделеевым элемент. В своем сообщении об этом Винклер указывал, что новый элемент — германий — как раз и есть предсказанный Менделеевым экакремний. Это было полное торжество открытия Менделеева. Фридрих Энгельс писал, что открытием периодического закона Менделеев «совершил научный подвиг». Открытие Менделеева явилось могучим подтверждением одного из основных законов диалектики — закона перехода количества в качество. Свойства химических элементов зависят от атомных весов. Закон перехода количества в качество, как писал Фридрих Энгельс, «имеет силу... и для самих химических элементов». Одним из укрепителей периодического закона Д. И. Менделеева был известный чешский ученый Богуслав Браунер (1855—1935). Браунер своими работами подтвердил, что место, указанное Менделеевым для химического элемента бериллия в системе, является правиль- 6 Рассказы 81
ным. Отсюда и атомный вес этого элемента, высчитанный русским ученым на основании цериодического закона, тоже правилен. Менделеев с благодарностью писал потом о работе Б. Ф. Браунера, вспоминая, как часто ему «приходилось слышать о том, что вопрос об атомном весе бериллия грозит поколебать общность периодического закона, может потребовать глубоких в нем преобразований». Атомный вес церия Менделеев исправил на основании открытого им закона с 92, как было признано всеми, на 138. Это вызвало бурный протест со стороны некоторых ученых. «Как, — писал химик Рам^ельсберг, — исправлять атомные веса, руководствуясь какой-то таблицей! Да это чистейшей воды спекуляция!— шумел он. — Это подгон фактов под какую-то схему!» Менделеев ответил на это: «Я полагаю, что ныне не должно, невозможно делать какиеглибо точные соображения об элементах, минуя закон периодичности». Позднее Браунер своими работами подтвердил правильность атомного веса церия, теоретически выведенного Менделеевым. Браунер же, а затем и английский физик Мозли указали на необходимость выделения в особое место так называемых редкоземельных элементов. В 1884 году ученый-революционер Н. А. Морозов, находясь в заключении в Шлиссельбургской крепости, закончил там свою работу по анализу таблицы Менделеева. Он тоже теоретически предсказал существование группы химических элементов — инертных газов. Принадлежность элемента к той или иной группе таблицы Менделеева указывает на количество протонов и нейтронов в ядре атома элемента и количество электронов в электронной оболочке. р л п 1 Н Водород /0078 2 Не Гелии 4 002 Li Литий 6.9Ь0 к Бе Бериллии 9.02 В К Бор 10.82 Углерод 12.00 Азот /4.008 8 О Кислород 16. ооо 9 F Фтор ю.о о а 10 Ne Неон 20. Ш N&&&- % 1ш&&$* ;|ШШШЙШ 1шшЁа^щи|1шш 82
Там, где теперь в таблице Менделеева поставлены «благородные газы» — гелий, неон, аргон и другие, у Морозова были числа 4, 20, 40 и т. д., показывающие атомные веса недостающих элементов. Все эти химические элементы были выделены Морозовым в отдельную, нулевую группу. Предвидение русских ученых было подтверждено работами английских ученых Релея и Рамзея, открывших инертные газы. Неоспоримо величие русского гения — Менделеева. Но все же нашлись люди, которые пытались отнять у Менделеева право называться автором периодического закона. Менделеев вступал в борьбу за приоритет России в открытии периодического закона. «Утверждение закона, — писал он, — возможно только при помощи вывода из него следствий, без него невозможных и неожидаемых, и оправдания тех следствий в опытной проверке. Потому-то, увидев периодический закон, я со своей стороны (1869—1871 гг.) вывел из него такие логические следствия, которые могли показать, верен ли он или нет... Без такого способа испытания не может утвердиться ни один закон природы. Ни Шанкуртуа, которому французы приписывают право на открытие периодического закона, ни Ньюлендс, которого выставляют англичане, ни Л. Мейер, которого цитировали иные как основателя периодического закона, не рисковали предугадывать свойства неоткрытых элементов, изменять «принятые веса атомов» и вообще считать периодический закон новым, строго постановленным законом природы, могущим охватывать еще доселе необобщенные факты, как это сделано мною с самого начала». Предвосхищая позднейшие открытия естествознания, гениальный творец периодического закона предсказал, что атом неделим лишь химическим способом. С помощью закона Менделеева русские ученые Б. Н. Чичерин и Н. А. Морозов (об их работах говорится ниже) предложили на основании умозрительных положений первую модель атома, в которой он изображается в виде системы тел, напоминающей солнечную систему. Позднейшие опытные исследования и математические расчеты показали, что такое уподобление имеет некоторые основания. Закон Менделеева — мощное орудие познания природы и ее закономерностей. Все последующее развитие химии и физики шло в непосредственной связи с законом Менделеева и в зависимости от него. Все открытия в этих науках освещались его законом. С помощью этого закона показывался теоретический смысл открытий. В то же время каждое такое открытие приводило к уточнению и расширению закона, не затрагивая его принципиальных основ. Руководствуясь периодическим законом, наука определила строение атомов всех элементов, которые, как установлено, состоят из электродной оболочки и ядра. тр 1 Г г 4 5 6 7 ииды 1 г 3 и 5 б 7 8 9 10 ,. . . ' ч I в . ВоЗороЗ 10078 Li з Лишай 6 ОАО Na и Натрий 22.997 К 19 Калий | 39 096 29 CU МеЗь 63 57 Rb37 РуЕидий 85 U и Ад СервЕро Ю7 880 Cs 55 Цезий (32 91 j 79 А\) Золото 197 2 : Fr 87 Франции &5) щНИИбкяВИИН шК885й8йВЯ !Я!Н1^И^нН Принадлежность элемента к тому или иному периоду таблицы Менделеева говорит о количестве слоев в электронной оболочке атома. 6* 83
Число электронов возрастает от одного у атома водорода до 101 у атома менделеевия, открытого недавно и названного именем первооткрывателя периодического закона; число это находится в полном соответствии с порядковым номером элемента в системе Менделеева. Заряд ядра равен сумме зарядов электронов. Положительный заряд ядра, уравновешивающий отрицательные электроны, растет от 1 до 101. Положительный заряд ядра — это основное свойство атома, сообщающее ему химическую индивидуальность, так как от положительного заряда ядра зависит число электронов. Ядро также оказалось сложным: оно состоит из протонов и нейтронов. Это основная масса атома; масса электрона в расчет не принимается, так как она в 1836,5 раза меньше массы протона. Электроны у всех атомов одинаковы, но располагаются они вокруг ядра в различных слоях. Количество этих слоев раскрывает глубочайшее значение периодов, на которые разбиты все элементы в системе Менделеева. Каждый период отличается от другого наличием у атомов его элементов лишнего электронного слоя. От строения электронной оболочки зависят химические свойства атома, так как химические реакции связаны с обменом внешних электронов. Кроме того, ряд физических свойств — электро- и теплопроводность, а также и оптические свойства тоже связаны с электронами. Современная наука все шире и шире раскрывает значение гениального творения Менделеева. Периодический закон указывал на сходство химических свойств элементов, расположенных в одной группе, то есть в одном и том же вертикальном столбце таблицы. Теперь это прекрасно объясняется строением электронной оболочки атома. Элементы одной и той же группы имеют одинаковое количество электронов во внешнем слое: элементы первой группы — литий, натрий, калий и другие — имеют по одному электрону во внешнем слое; элементы второй группы — бериллий, магний, кальций и другие — по два электрона; элементы третьей группы — по три, и, наконец, элементы нулевой группы: гелий — два, неон, криптон и другие — по восемь электронов. Это максимальное из возможных количество электронов в наружном слое и обеспечивает данным атомам полную инертность: в обычных условиях они не вступают в химические соединения. Современная наука показала, что вес атомов одного и того же Искусственное получение новых химических элементов, не существующих в природе. 84 Изотопы.
элемента может быть не одинаков, — это зависит от различного количества нейтронов в атомном ядре данного химического элемента. Поэтому в отдельной клетке менделеевской таблицы располагается не один тип атомов, а несколько. Такие атомы называются изотопами (в переводе с греческого «изотоп» означает «занимающий одно и то же место»). Химический элемент олово состоит, например, из 12 разновидностей, чрезвычайно близких по свойствам, но с разными атомными весами: средний атомный вес олова 118,7. Изотопы имеются почти у всех элементов. Пока обнаружено 300 естественных изотопов, искусственно удалось получить около 800. Но все они закономерно располагаются в 101 клетке таблицы Менделеева. Все эти открытия, вызванные к жизни законом Менделеева, подчеркивают гениальность русского ученого, открывшего основной закон неживой природы, который, однако, имеет также колоссальное значение и для органического мира. Системой Менделеева пользуются сейчас ученые и при расщеплении атомов и при создании новых элементов. Этим атомным законом руководствуются и химики, и физики, и геологи, и агрономы, и строители, и механики, и электрики, и астрономы. Спектроскоп показал, что элементы, которые существуют на Земле, есть и на других планетах. Те химические превращения, какие происходят у нас, могут протекать и в других частях вселенной. Современная наука вторглась в недра атома. Родилась новая наука — физика атомного ядра. Воздействуя на атомное ядро, ученые теперь превращают одни элементы в другие, синтезируют такие элементы, которых в земной коре в настоящее время не встречается. К новым, искусственно созданным элементам относится группа заурановых химических элементов. Современная наука открыла путь и к использованию внутриядерной энергии. Все эти открытия неразрывно связаны с законом Менделеева. СТРОЕНИЕ АТОМОВ В брошюре «Основные понятия химии» гениальный творец теории химического строения вещества Бутлеров писал о сложной структуре атомов и указывал, что они могут быть разделены искусственным путем. Менделеев также указывал: «Легко предположить (но ныне нет еще возможности показать...), что атомы простых тел суть сложные существа, образованные сложением некоторых, еще меньших частей (ультиматов)^ что называемое нами неделимым (атом) — неделимо только обычными химическими силами... и выставленная мною переодическая зависимость между свойствами и весом, по-видимому, подтверждает такое предчувствие». Бутлеров и Менделеев, однако, не первыми высказали смелые взгляды о сложном строении атома. Они имели предшественников, среди которых был русский ученый-естествоиспытатель профессор Московского университета Михаил Григорьевич Павлов. Павлов был одним из образованнейших людей своего времени. В университете он преподавал физику, технологию, лесоводство и сельское хозяйство. О его взглядах на строение атома было известно из 85
-■©--^ АТОМ -•0^ V \ / У ч !( Ф # Ф • С моле кула Л теш и молекула. сохранившейся программы курса физики, которую читал ученый в университете. В 1934 году советскими исследователями в одном из архивов была найдена тетрадь с надписью: «Записки профессора М. Г. Павлова». В тетради излагалась записанная им в 1819 году гипотеза строения атомов. Павлов писал: «Движение доминирует в природе, абсолютного покоя нет. Ежели к сим произведениям подойти, так сказать, ближе, если будем проникать глубже сию совокупность видимого, то не можем не заметить, что сие нечто содержимое, издали кажущееся покойным, все же находится в движении». Дальше следует утверждение о том, что «природа света электрическая». Высказывая распространенное среди ученых в 20—30-х годах XIX веки мнение о том, что строение атомов связано с электрическим зарядом, Павлов выдвинул гипотезу о планетарном строении атомов. И, развивая эту мысль, он вписал в тетрадь такую формулу: «первый элемент построен из плюс и минус заряда». Интересная гипотеза Павлова о сложном строении атома, на много десятилетий опередившая науку того времени, осталась незамеченной в среде естествоиспытателей. Прошло почти семьдесят лет с тех лор, как М. Г. Павлов набросал в тетради свои мысли о сложном строении атома, излагавшиеся им в университетских лекциях. И вот 4 февраля 1888 года петербургские ученые собрались на очередное заседание Русского физико-химического общестза. Д. И. Менделеев докладывал об интересном теоретическом труде профессора-правоведа Бориса Николаевича Чичерина (1793— 1840). Прочитав сначала письмо Чичерина, Дмитрий Иванович объяснил затем собравшимся суть его работы, озаглавленной «Системы химических элементов». Чичерин на основе математического анализа, связанного с изучением периодической системы химических элементов, вывел предположение, что атом представляет собою сложную систему движущихся и взаимодействующих, каких-то более мелких, чем сам атом, частиц, Превращение элементов. ОС- ЧАСТИЦА &Ш&^ 86
что от количества этих частиц и от характера их связи в атоме зависят свойства атомов и их различие. Так ученые познакомились с первыми естественнонаучными изысканиями Чичерина, который, следует заметить, в политических вопросах придерживался самых реакционных взглядов. В конце 80-х годов в журнале Русского физико-химического общества появились его статьи, в которых были изложены взгляды исследователя на строение атома. В те годы еще не был открыт электрон, не была известна радиоактивность, а атомы представлялись неделимыми частицами. Атом, получивший некогда название от греческого слова «атомос» — неделимый, рисовался теперь состоящим из более мелких частичек. «Атом есть микрокосм, вселенная в малом виде, — утверждал Чичерин. — Каждый атом представляет собою подобие солнечной системы с центральной массой и сгруппировавшимися около нее телами». Центральная масса (ядро, по современной терминологии) — носитель положительного заряда, а вращающаяся вокруг нее «окружность» заряжена отрицательно. «Для атомов, — пишет Чичерин, — мы должны принять два противоположных электричества — центральное и периферическое. Первое связано с состоянием напряжения, второе — с состоянием движения». Чичерин указал, что чем дальше расположен элемент в таблице Менделеева, тем больше у него слоев, по которым обращаются вокруг ядра внешние частицы атома. Так, например, литий, пишет Чичерин, «состоит из центрального элемента и слагающейся из трех элементов окружности». Если сейчас значение слое «центральный элемент» и «элементы окружности» заменить современными терминами — <оатомным ядром» и «электронами», то нельзя не поразиться тому, насколько близко предсказана была Чичериным с помощью математики модель атома. Почти в те же годы, когда Чичерин начал публиковать свои статьи, строением атома занялся еще один русский ученый, Николай Александрович Морозов, о котором уже говорилось выше. Ученый-революционер, томившийся в заключении в Шлиссельбургской крепости, в 80-х годах прошлого столетия независимо от Чичерина, на основании гипотетических предположений, руководствуясь указаниями периодического закона, также пришел к планетарной модели атома. Замечательная книга Морозова «Периодические системы строения вещества» содержит 437 страниц текста и 57 таблиц. Написана она была не в химической лаборатории и не в кабинете ученого, а в сыром и темном каземате, куда автор был заключен за участие в революционном движении. «В первый раз, — пишет Морозов, — я пытался освободить свою книгу от бессрочного вместе со мною заключения еще в конце 90-х годов». Воспользовавшись посещением крепости тогдашним министром внутренних дел Горемыкиным, Морозов попросил передать свою книгу в распоряжение Д. И. Менделеева или Н. Н. Бекетова. Но недолго книга побывала на свободе. Она даже не попала в руки тех, кому предназначалась, и была возвращена в тюрьму. ВОДОРОД © мпаЬлов ВОДОРОД ВОДОРОД ВОДОРОД © / Э.РЕЗЕРФОРД Wilt водород ^'*Г-"ГГ"х ! Н-К©;^Н ! Н.БОР J9l3r. РАЭВИТИ£ МОДЕЛИ АТОМА Н.БОРА НАЧАЛО 201 ГОДОВ. ^НЕЙТРОН ЯДРО АТОМА Д. ИВАНЕНКО 1932 г Модели атомов. 87
Титульный лист книги Морозова. ПмошО Морозов) пеподичккт системы СТРОЕП1Л Teopln образован^ |и/|пцческф> мещентои Николай Александрович Морозов. События 1905 года раскрыли двери одиночной тюремной камеры, где двадцать восемь лет просидел революционер-ученый. Двадцать шесть томов работ, в том числе из области химии, астрономии и других наук, написанные в тюремном заключении, вынес он с собой на свободу. Книга «Периодические системы строения вещества» представляет собой выдающийся научный труд. В конце прошлого века, то есть задолго до всемирно известных работ знаменитого Резерфорда, Морозов писал о сложном строении атомов. «Можно ли заключать, — писал Морозов, — что атомы не распадаются никогда на более первоначальные частички при каких-либо иных космических условиях, вроде тех небесных пожаров, которые обнаруживаются время от времени при спектральном исследовании внезапно вспыхивающих звезд? Конечно, нет! Есть много данных, что атомы химических элементов совершают свою эволюцию в бесконечной истории' мироздания». И на основании своей «теории внутреннего строения химических единиц» он выводит модели атомов периодической системы Менделеева. Главными структурными элементами атома Морозов считал частицы с массой 4, частицы с массой 2, частицы с массой 1, а также положительно и отрицательно заряженные частицы, которые он назвал анодий и катодий. Нетрудно убедиться в том, что этими частицами русский ученый предсказал действительно существующие элементарные частицы: гелионы (ядра атомов гелия), дейтроны (ядра атомов тяжелого водорода), протоны, электроны и даже позитроны. В своей книге Н. А. Морозов предсказал синтез химических элементов. Он указывал, например, на возможность синтеза атома серы из двух атомов кислорода или на возможность превращения двух атомов азота в атом кремния. «Таким образом, — писал он, — теория указывает на возможность синтезирования обычных атомов окружающей нас природы». Как мы видим, русские ученые сумели проникнуть в недра атома, сумели произвести глубокую разведку микромира. Теория;, математика позволили им увидеть невидимое, раскрыть законы образования химических элементов и объяснить сущность химических соединений. ПРОМЫШЛЕННАЯ ХИМИЯ Мощная отрасль нашего народного хозяйства — химическая промышленность — состоит из множества производств. Здесь и производство синтетических материалов — каучука, пластмасс, волокон, всякого рода красителей, лекарственных, душистых и других веществ. 88
Открытие метода разукрупнения молекул, содержащихся в продуктах растительного происхождения, позволило организовать новое, так называемое гидролизное производство. А создание новой технологии производства цемента открыло пути к построению таких огромных сооружений, которые были совершенно немыслимы раньше. В основании и развитии этих сложных производств участвовали наши соотечественники, И' ^ ^ Нефть добывали многие народы на протяжении не одного тысячелетия. Она служила для освещения, для отопления, ею даже лечились. Но переработка нефти и использование ее> ценнейших продуктов для технических целей начались сравнительно недавно. В современной нефтеперерабатывающей промышленности существуют три различных метода переработки нефти: перего>нка, пиролиз и крекинг. Перегонка нефти — это физический метод разделения нефти на составные части путем их испарения и последующего сжижения. хМ.оле- кулы составных веществ при этом остаются неизменными. Пиролиз и крекинг — химические методы переработки нефти. Под влиянием высокой температуры содержащиеся в нефти большие молекулы веществ разрываются на мелкие. Пиролиз производится при температуре около 700—750° и давлении, близком к атмосферному. Это ведет к тому, что молекулы с длинной прямой' углеродной цепью расщепляются; получившиеся осколки молекул перестраиваются, вследствие чего образуются молекулы с кольчатым строением, так называемые ароматические углеводороды, а также непредельные углеводороды. Значительная часть ароматических и непредельных углеводородов уплотняется, образуя смолы. Ароматические углеводороды являются очень ценным химическим сырьем. Крекинг проводят при более низких температурах, чем пиролиз. Цель крекинга — получение бензина путем переработки высококипящих частей нефти. Бензин образуется в результате разложения исходного продукта нефти. Как и при пиролизе, происходит перестройка молекулы. Русские инженеры и ученые создали аппаратуру для перегонки нефти и были изобретателями некоторых методов ее переработки. В 1823 году братья Василий, Герасим и Макар Дубинины на построенном ими возле Моздока нефтеперегонном заводе получили керосин в производственном масштабе. Имеются чертежи аппаратов и описание способа производства керосина; сохранилось прошение крестьян Дубининых царскому наместнику на Кавказе графу Воронцову, написанное 9 августа 1846 года. С целью расширения производства Дубинины просили у Воронцова или 7 тысяч рублей деньгами на десять лет без процентов, или разрешения пользоваться некоторым количеством нефти. В лрошении говорилось о достигнутых успехах в «усовершенствовании способа очищения черной натуральной нефти в белую», $ о распространении этого способа на Кавказе, о вывозке белой нефти, у< то есть керосина, уже «в течение 20 лет многими тысячами пудов внутрь ^ России». И дальше, как бы в доказательство своего изобретения, Дуби- 89
Нефтеперегонный аппарат непрерывного действия, сконструированный Д И. Менделеевым. нины писали: «А что действительно мы первые завели в Моздоке очищение нефти, обучали других людей и таковое производство распространяем с 1823 года, в том представили письменные свидетельства тамошнего местного начальства и городских жителей». Убедителен и другри . документ — письмо тому же Воронцову начальника Кавказского округа, посланное 21 марта 1847 года. В этом письме подтверждалось открытие Дубиниными способа очищения черной нефти, то есть получения керосина, и сообщалось, что имеется сделанное изобретателями «описание сего способа, чертежи устроенного ими заведения и образец перегнанной белой нефти». При этом подчеркивалось, как «белая нефть, изобретенная Дубиниными, распространилась в продажу по разным городам Российской империи в большом количестве и по качеству доброты употребляется в аптеках». В России было известно, что еще раньше Дубининых, в 1745 году, в Печорском крае, на реке Ухте, имелся завод купца Набатова, на котором Федор Прядунов ежегодно вырабатывал около 20 тысяч литров очищенного нефтяного продукта типа керосина, который использовался тогда в смеси с растительным маслом в качестве горючего для освещения. Американская «Нефтяная энциклопедия» указывает, что в Америке пионером нефтяной индустрии является полковник Дрэк, соорудивший в 1858 году нефтеперегонную установку. В Германии первым выделил керосин из нефти немецкий ученый Рейхенбах. Работа его относится к 1830 году. Произведена она была в лабораторном масштабе. Интересно' отметить, что в 1878—1880 годах Д. И. Менделеев предложил конструкцию непрерывно действующего аппарата для перегонки нефти. Фирма «Нобель» использовала это изобретение. Другой способ переработки нефти — пиролиз — предложил русский ученый Александр Александрович Летний (1848—1884). Нефть при высокой температуре выделяет горючие газы. Этот газ получали пропусканием нефти или нефтяных остатков через накаленные реторты и использовали для городского освещения. При добывании «нефтяного газа» оставался деготь. А. А. Летний разработал метод переработки этого бросового продукта в ценные вещества. В своей работе «Исследование продуктов древес- но-нефтяного газа», опубликованной в 1877 году, он писал: «Если деготь вторично пропустить через накаленные железные трубы, то в нем образуются новые вещества,
При повыщенных температуре и давлении молекула твердого вещества — парафина — расщепляется на две молекулы жидкого горючего. которых не было раньше ни в нефти, ни в дегте — бензол, толуол, ксилол, нафталин, антрацен и другие». Предложенный А. А. Летним пиролиз нефти является в наши дни одним из важнейших способов ее переработки. Этот метод получил в России промышленное распространение. В 1835 году продукты пиролиза нефти — бензол, нафталин и антрацен — продавались заводом инженера Рагозина на Нижегородской ярмарке и вывозились за границу. На все эти продукты тогда возник спрос, так как они служили исходным материалом для получения красителей, д также лекарственных, душистых и взрывчатых веществ. Русские исследователи стремились усовершенствовать пррцерс пиролиза и увеличить количество получаемых ароматических углеводородов. В 1890 году химик А. Н. Никифоров, работая в лаборатории Н. Д. Зелинского, открыл, что повышенное давление способствует реакции пиролиза цефти. Он сконструировал для этого специальную реторту7 а в начале 1900 года около Кинешмы был пущен завод, на котором по способу Никифорова получали ароматические углеводороды и вырабатывали из них нитробензол, анилин и другие продукты. Русские ученые указали также пути превращения нефти в более ценные сорта искусственного жидкого топлива. Русский инженер и заводчик В. И. Рагозин в 1879 году при аварии с перегонным кубом обратил внимание на то, что вследствие высокой температуры (поднявшейся при аварии) из нефтяных остатков были получены легкие продукты — бензин и керосин, которые путем обычной перегонки уже были отогнаны. После этого Рагозин провел лабо>- раторные опыты, подтвердившие возможность получения бензина и керосина из тяжелых частей нефти путем их высокотемпературной обработки. Инженер Владимир Григорьевич Шухов (1853—1939), которого, весь мир знает как крупного ученого, талантливого конструктора и механика, в 1890 году предложил аппарат для переработки нефти, в котором можно было получить из нефти значительно большее количество керосина и бензина, чем его добывали прц обычной перегонке. Обычная перегонка нефти при температуре 150—220°С дает до 20 процентов бензина. Если же перегонку вести в специальном аппарате Шухова, при большом давлении и повышенной температуре, то количество отгоняемого бензина будет значительно больше. Часть сложных, больших молекул нефти при столь сильном температурном воздействии расщепляется на более мелкие. А из таких именно молекул и состоит бензин. 91
Физическое состояние органического вещества зависит от величины молекулы. Подобное же изобретение в 1912 году осуществил американец Бор- тон. При поддержке компании Рокфеллера о«о нашло очень широкое применение в Америке. Несколько лет спустя это изобретение распространилось в России. По-английски оно называлось «крекинг» (от слова «расщеплять»). Что же произойдет с нефтью при обработке ее в указанном аппарате Шухова? Как изменяется при этом химическое строение ее составных частей? Для этого рассмотрим, что представляют собой главные составные части нефти. Бензин есть смесь веществ, молекулы которых в основном содержат от шести до одиннадцати углеродных атомов, а также имеют пяти- и ше- стичленные циклопарафиновые углеводороды и другие соединения. Керосин представляет собою смесь веществ с более длинными молекулами. Вещества с еще более многозвеньевыми молекулами известны как смазочные масла. Чем крупнее молекулы, тем тверже становятся вещества. Битум — смесь самых крупных молекул — уже тверд. В специальном аппарате, сконструированном Шуховым, под воздействием температуры и давления длинные молекулы масел и твердых веществ — парафинов — разорвутся. Они превратятся прц этом в две- четыре молекулы, которые и составляют бензин. Вот почему метод Шухова и позволил за счет крупных молекул увеличить выход бензина из одного и того же количества нефти. В 1909 году из одной тонны нефти получали лишь НО килограммов бензина, а через двадцать лет — 470 килограммов, то есть в четыре с лишним раза больше. Однако расщепление молекул не всегда происходит точно так, как это необходимо. Химики научились управлять пррцессом расщепления и всегда получать то, что им необходимо. При повышенной температуре и атмосферном давлении разрыв молекул происходит у краев; при этом наряду с бензином образуется газ. При невысокой температуре и большом давлении молекулы рвутся преимущественно в центре, тогда увеличивается выход бензина. Новую страницу в историю крекинг-процесса вписал академик Н. Д. Зелинский. Осенью 1918 года, когда Кавказ был отрезан от молодой Советской республики и на учете была каждая бочка авиационного бензина, Николай Дмитриевич Зелинский разработал метод получения авиационного бензина из отходов нефти с помощью катализатора. По этому методу соляровое масло и керосин перерабатывали в авиационный бензин. Позднее по методу академика Зелинского производили авиационный бензин в Америке. Аппарат Шухова и метод Зелинского позволили получать бензин не только из отходов нефти, но и из сланцев, из низкосортного угля и другого малоценного топлива. Один из основных продуктов переработки нефти — бензин — имеет, как мы знаем, огромное значение для автотранспорта и особенно для авиации. Однако с этим необходимым продуктом не все' шло гладко. До тех пор, пока скорость самолета несколько превышала 100 километров в час, бензин прекрасно исполнял свою службу. С дальнейшим увеличением скорости, когда от мотора требовалась большая мощность, он «заболевал». На самом лучшем авиационном бензине мотор отказы- 92
вался нормально работать: его сильно трясло. При больших давлениях и температурах, которые необходимо создавать в цилиндре мотора повышенной мощности, часть молекул бензина расщепляется на мелкие. А они не выдерживают условий сжатия в цилиндрах мотора и взрываются раньше времени. Бензин, как говорят, детонирует. Встал вопрос о создании нового авиационного бензина — синтетического. Научные основы для этого имелись в многочисленных трудах академика Н. Д. Зелинского и других отечественных ученых. Еще в прошлом веке русским химиком В. В. Марковниковым, исследовавшим бакинскую нефть, было найдено, что она состоит главным образом из циклических углеводородов — нафтенов, молекулы которых построены не, в виде цепочки, а в форме колец. В конце прошлого века академик синтетическим путем. Всего Николай Дмитриевич Зелинский синтезировал 25 нафтенов. Созданные им методы легли в основу получения синтетического бензина. Синтетическая «пища» для авиамоторов — в полном смысле слова производственное чудо>: эта «пища» поднимает мощность моторов, увеличивает дальность действия и наращивает скорость самолетов. Нефтеперегонный аппа- рат непрерывного действия системы В. Г. Шухова. Зелинский получил нафтены Титульный лист книги Коновалова. Среди продуктов, получаемых из нефти, есть химическое, инертное вещество — парафин. И название свое это вещество получило от латинских слов «парум аффинис», что значит малоактивный. Сюда же может быть отнесен также вазелин и горный воск. Все попытки химиков «расшевелить» эти неактивные вещества были тщетны. Они не вступали ни (в какие соединения. Их так и назвали: «химическими мертвецами». За «воскрешение» этих «мертвецов» взялся русский химик Михаил Иванович Коновалов (1858—1906). В качестве «живой воды» им была использована азотная кислота. Работая с нефтью, он в 1889 году нашел, что азотная кислота при нагревании в запаянных сосудах превращает парафиновые углеводороды в так; называемые нитропарафины, обладающие значительной химической активностью. Так были получены новые ценные химические продукты, необходимые для синтеза многочисленных веществ. НИТРУЮЩЕЕ ДШТ||£ Ашшшошмшодар ПРЕДШНАГО ХАРАКТЕРА. Ш—iptfft*** Шпини»! *tm Я. И. MMiMtia- 93
Реакция эта под названием реакции нитрования Коновалова вошла в историю науки. Ученые продолжали исследовать процесс нитрования. Раскрыли механизм этого процесса советские химики, в том числе академик С. С. Наметкин и профессор А. И. Титов. Вещества, полученные путем нитрования парафиновых углеводородов, то есть их нитропроизводные, обладают химической активностью. Их легко превращать в различные промышленные полуфабрикаты и продукты. Разработаны методы получения из нитропарафинов пластмасс, синтетического волокна, взрывчатых и лекарственных веществ, растворителей и др. Нуждаются в нитропарафинах производства синтетического топлива, смазочных масел и других продуктов. Методами нитрования можно превращать в ценнейшие вещества не только парафиновые, но и особенно ароматические углеводороды, например бензол. Бензол приобретает очень большую ценность после его превращения в нитробензол: из последнего легко получают ценнейший продукт — анилин, являющийся сырьем для бесчисленного количества исключительно важных веществ (красителей, химикатов, лекарств и т. д.). Тысячи разнообразнейших ароматических углеводородов приобретают после нитрования новые свойства. Советские ученые > открыли, как использовать для нитрования не азотную кислоту, а промежуточный продукт при ее получении — окислы азота. Новый процесс удешевляет и необычайно упрощает производство нитроуглеводородов. Так благодаря трудам и исследованиям ученых и инженеров нефть стала богатейшим источником для получения сложнейших и полезнейших продуктов химической промышленности. ♦ ♦ ♦ Отечественной химической науке принадлежит заслуги в развитии промышленного производства сахара из древесины. Из такого сахара вырабатывают спирт и другие вещества. Образование сахаристых веществ в растении происходит по следующей схеме. Из углекислого газа и воды в зеленом листе строятся простые сахаристые вещества, такие, как виноградный сахар — глюкоза 94
и фруктовый сахар — фруктоза. Если глюкоза и фруктоза соединяются вместе, то образуется сахароза — тот сахар, с которым мы пьем чай. Более сложные вещества, образуемые в растениях, — крахмал, целлюлоза и другие — уже не имеют сладости. Превращение крахмала в сахаристое вещество — глюкозу — осуществил русский академик К. С. Кирхгоф. Это превращение выполнено им в 1811 году при нагреваний крахмала с разбавленными кислотами. Процесс был назван гидролизом.- К. С. Кирхгоф, сразу увидев в своем открытии большие практические возможности, разработал на базе его технологический процесс получения патоки и кристаллической глюкозы. Вскоре уже работали первые заводы крахмало-паточной промышленности. А ее развитие, в свою очередь, поставило перед химической наукой новую интересную задачу — превращение древесины в сахаристые вещества. Готовая продукция, которую вырабатывает зеленый лист, — это крахмал, состоящий из больших молекул, каждая из тысяч остатков глюкозы. Растение откладывает его в свои запасные пищевые «склады» или же использует для расширения и роста или восстановления своего организма. Но чем больше укрупняется и усложняется сахарная постройка, тем меньше остается в ней сладости. Сложной молекулярной постройкой из остатков глюкозы является и целлюлоза. Из нее растение строит свой скелет. Простые сахара растворяются в воде, а построенные из них крахмал и целлюлоза не растворяются. Это очень важно для растения, иначе все его тело и скелет растаяли бы от первого дождя. Разрушить скелет растения и превратить его твердое несладкое тело с помощью гидролиза в сахаристые вещества — вот задача, вставшая перед наукой в наше время. И эту задачу разрешила наша отечественная химия. Превращение целлюлозы в сахаристое вещество достигнуто было в 1931 году В. И. Шарковым и другими советскими учеными. Когда-то на лесопильных заводах скапливались целые горы опилок. Приходилось изобретать специальные мусоросжигательные печи для их уничтожения. Отходы, от которых раньше старались избавиться, служат сейчас ценным сырьем для гидролизной промышленности. Древесина превращается или в пищевые продукты для скота — сахар, белковые и жировые ^Отн.опилок-КгОООлтр.спирта»И20кг.СК ►ИЗДЕЛИЯ • 96
1 ТОННА СУХИ? ОПИЛСК Заменяет ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ СПИРТА / \, 300 кг. 1 тонну ЗЕРНОВОГО ХЛЕБА КАРТОФЕЛЯ дрожжи, или в техническое сырье — спирт, глицерин, фурфурол и другие, на которые раньше расходовались картофель и зерно. Одна тонна опилок нормальной влажности заменяет тонну картофеля или 300 килограммов зерна и дает 650 килограммов сахара или 220 литров спирта. Небольшой лесопильный завод, оборудованный двумя пилорамами, может за год обеспечить опилками производство миллиона литров спирта. Сотни миллионов тонн растительных отходов — соломы, мякины, шелухи, зерен — остаются ежегодно в сельском хозяйстве. Теперь и им найдено применение в промышленной химии. Наши ученые Н. А. Сычев, Н. А. Четвериков и академик А. Е. Порай-Кошиц разработали метод, по которому из тонны сухой соломы получают до 100 литров спирта. Спирт, вырабатываемый гидролизной промышленностью, служит сырьем для производства ценнейшей продукции, в том числе синтетического каучука. 1 ТОННА СУХИХ ОПИЛОК" шш^ 650кг 300кг 40кс КОРМОВОГО ЛИГНИНА УКСУСИ САХАРА КИСЛОТЫ iТОННА СУХИХ ОПИЛОК 500кг ДРОЖЖЕЙ Химики превращают древесные опилки в ценные продукты. Русские мастера издавна славились приготовлением цемента. В 1825 году московская типография Пономарева отпечатала книгу Егора Челиева «Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший мертель или цемент, весьма прочный для подводных строений...». В этой книге был описан способ приготовления цемента не из готового природного материала, а из искусственно составленной смеси извести и глины, обожженных и размолотых в порошок. Вот как описывает Челиев метод производства цемента в своей книге. «Здесь, — пишет он, — предлагаются опыты, по которым мертель делан в Москве из извести, выжженной из Мячковского камня и которая была на воздухе более 10 лет, и глины кирпичной, а также мусоров стенного и штукатурного... и найдена надлежащая пропорция...» Автор подробно рассказывает далее об изготовлении мергеля: о смешении глины с известью в твориле, о набивке форм, о сушке кирпичей, затем об обжиге мергеля. В книге приводится ряд ценных указаний: как, например, производить добавку гипса для повышения схватывания цемента, как использовать известняк вместо извести и т. д. Искусство русских мастеров в производстве цемента совершенствовалось с каждым десятилетием. Но только в наше время, когда развивающаяся социалистическая индустрия стала предъявлять все больший и больший спрос на цемент, его производство было поставлено на строго научную основу. Советские инженеры создали много новых сортов цемента с разными качествами. Одни из них от примесей боксита или глинозема приобретают способность быстро твердеть и не разрушаться в морской воде. Это глиноземистые, или бокситовые, цементы. Другие, с добавками песка и растворимого стекла, противостоят разрушающему действию кислот. Это кислотоупорные цементы. Третьи, приготовляемые со смесью измельченного шамота и огнеупорной глины, обладают огнеупорными свойствами. Создаются также цветные, декоративные цементы, предназначенные для художественного оформления и внутренней отделки зданий. 96
Михаил Васильевич Ломоносов проверяет открытый им великий закон сохранения.
Окрашивают эти цементы введением минеральных красителей в цементную смесь до ее обжига. Производится цемент специальных сортов, допускающий напряжение в несколько раз большее, чем обычный. Бетон применяется главным образом при устройстве фундаментов зданий и гидротехнических сооружений. Но бетон долгое время оставался несовершенным. Бетонным плотинам были опасны «укусы» молекул химических веществ, растворенных в воде; на бетон разрушающе действует резкая смена температур. С этими недостатками бетона справились. Решена задача водонепроницаемости и морозостойкости бетона Разработаны методы «облагораживания» бетона с помощью поверхностно-активных органических веществ. Создан быстро схватывающийся цемент, сокращающий время твердения в десять раз по сравнению с обычными марками цемента. Большим достижением советской промышленной химии является создание особого вида «расширяющегося» цемента. Раньше, чтобы в тоннель метро не просачивались подземные воды, соединения частей металлических колец уплотняли свинцом. Теперь расширяющийся и быстро твердеющий цемент пришел на смену свинцу. Советские ученые использовали особые «дрожжи». Они заставили кристаллизоваться в цементном тесте при определенных условиях молекулы сульфоалюмината кальция. При кристаллизации объем цемента увеличивается. Расширяющийся цемент получен советскими инженерами. Мы рассказали о создании русскими химиками передовых методов производства бензина, сахара, цемента. Но можно было бы написать еще немало страниц о разработке нашими химиками новых способов получения и других продуктов промышленного производства. Печь Челиева. ОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ Химики искусственно воспроизводят теперь вещества, имеющиеся в природе, и вещества, каких в природе нет. Замечательным зодчим «атомной архитектуры» был русский ученый, профессор Казанского университета Николай Николаевич Зинин (1812—1880). В 1842 году в своей лаборатории он впервые осуществил синтез анилина — искусственно получил из нитробензола органическое вещество, которое раньше добывали лишь из очень дорогого естественного красителя — индиго. Реакция, которая вошла в историю науки под названием «реакции Зинина», состоит в том, что нитробензол восстанавливался в анилин Сам Зинин проводил эту реакцию под действием сернистого аммония. Позднее использовали другие восстановители. Так родился искусственный анилин. Синтез анилина сыграл огромную роль в развитии новой промышленности синтетических красителей, даже до сих пор называющейся ани- лино-красочной промышленностью. Благодаря реакции Зинина удалось использовать «отброс» производства — каменноугольный деготь: его стали применять при выработке красителей. В конце 50-х годов XIX века Титульный лист книги Челиева. ПОЛНОЕ НАСТАВЛЕШЕ. Какь приготовлять дешевый и луч- шш Мертель или Цементъ. весьма прочный для подводныхь строешй. какъ то каналовъ, мостовъ, бассей- новь плоти иг, под валовъ, погребешь, и штукатурки каменный» идеревяв- яыхъ строешй опыпу прииаединцх! Л Hunypl —v " Bcwwiop«Cose* pupu* iro МОСКВА (U> яодьиои {ипограф)и Пономарем 7 Рассказы 97
Николай Николаевич Зинин. из каменноугольного дегтя начали выделять бензол, антрацен, нафталин. Сами эти продукты еще не являются красителями. Но путем химической переработки из них можно получить большое количество богатых по цветам синтетических красителей. В 1856 году из анилина химическим путем была «построена» молекула красновато-фиолетового красителя. Переработкой анилина получен был также новый краситель — фуксин. Дорогая краска, добываемая из особых насекомых, блекнет перед своей искусственно созданной соперницей. Десять лет спустя наступила очередь и антрацена. Из него был создан краситель ализарин, который природа вырабатывает в корнях марены. В то время ализарин был еще первым членом будущей крупной семьи синих, зеленых, красных, черных и других красителей. В 1884 году стали строить молекулы красителей и из нафталина. Семья новых синтетических красителей скоро сильно разрослась. Появились азокрасители. Реакция, которая сто с лишним лет назад была проведена русским химиком в небольшой колбе, ныне непрерывно осуществляется в гигантских аппаратах на многочисленных заводах всех стран мира. Анилин, добываемый в огромном количестве, используется многими отраслями промышленности как сырье для получения всевозможных красок, фотографических препаратов, лекарственных веществ и других материалов. Сразу оценил Зинин и особенные свойства нитроглицерина. В 1853 году он предложил использовать нитроглицерин как взрывчатое вещество. Для опытов Зинин сам приготовил значительное количество нитроглицерина и по просьбе артиллерийского.отделения Военно-ученого комитета проводил испытания его. Н. Н. Зинин был учителем плеяды замечательных химиков прошлого века. Среди них был А. М. Бутлеров и А. П. Бородин, знаменитый русский композитор. Оценивая труды своего учителя, Бутлеров писал: «Имя Зинина будут всегда чтить те, кому дороги и близки к сердцу успехи и величие науки в России». Реакция Зинина легла в основу производства синтетических красителей. Но на родине этого открытия, в России, из-за отсталости химической промышленности выпуск красителей не мог быть поставлен в широких размерах. Царские чиновники больше поощряли ввоз химической продукции из-за границы. Производство синтетических красителей было создано в нашей стране только при советской власти. Другое открытие, имеющее огромное значение в современной про- 98
Александр Порфирьевич Бородин. мышленности органического синтеза, — это открытие так называемой альдольной конденсации. Оно связано с именем Александра Порфирье- вича Бородина (1834—1887). Название конденсации присваивается таким реакциям, которые протекают под влиянием катализаторов и при которых в результате образования связей между углеродными атомами различных молекул получаются молекулы более крупные. Иногда молекулы конденсируемого вещества целиком входят в состав новых молекул; иногда же происходит отщепление части атомов с образованием молекул воды и других простых молекул. Реакция альдольной конденсации и другие реакции, открытые Бородиным, легли в основу производства многих синтетических веществ, в том числе и пластмассы, из которой изготовляются пластинки с записями музыкальных произведений самого Бородина. В наши дни исходным продуктом при получении синтетического каучука, пластических масс и многих других ценных веществ служит химически активное органическое вещество — ацетилен. Михаил Григорьевич Кучеров (1850—1911) открыл в 1881 году одну из замечательных реакций ацетилена — превращение его в уксусный альдегид. Эта реакция, вошедшая в историю науки с именем русского ученого, впоследствии легла в основу технологических процессов на многочисленных производствах. Реакция Кучерова среди других реакций промышленного органического синтеза является одной из самых важных. Из уксусного альдегида вырабатывают сейчас искусственные смолы, а из них уже производят всевозможные пластмассовые изделия. Окислением уксусного альдегида приготовляют уксусную кислоту, а восстановлением его получают винный спирт. Очень большое количество уксусного альдегида расходуется в промышленности синтетического каучука. Уксусный альдегид, вырабатываемый из ацетилена по методу русского ученого, составляет около 70 процентов от всех продуктов, получаемых из ацетилена. Впоследствии М. Г. Кучеров увидел большие перспективы применения своего открытия в промышленности. «Это золотые россыпи», — говорил он помощникам, показывая на пробирки с разнообразными продуктами, полученными из ацетилена. Но первая промышленная установка по гидратации ацетилена методом Кучерова была пущена в 1914 году. С открытием Кучерова опять-таки повторилось то же, что и со многими другими замечательными открытиями русских ученых в царской России. Первое промышленное использование реакция Кучерова получила не на родине ее творца, а за границей. В Англии и в Канаде были 7* 99
построены крупные заводы по изготовлению крепкой уксусной кислоты и уксусного ангидрида сначала для производства лаков, искусственного шелка, пластических масс, а вскоре и для других отраслей промышленности. Такая же судьба постигла еще одну работу. В 1907 году А. На- стюков получил в результате взаи-. модействия фенола с растворенным в воде формальдегидом смолу, подобной которой еще не было в природе. Это была предвестница современных синтетических смол. Работы А. Настюкова были продолжены с успехом Е. И. Орловым и Г. С. Петровым. Но так уж водилось в царской России, что эта работа Алексей Евграфовж Фаворский. должна была сначала побывать за границей, получить там промышленное крещение, а потом вернуться к себе на родину. Смола, полученная Настюковым, получила название «бакелит». Русские ученые разработали промышленный способ искусственного обогащения жиров водородом. Малоценные жировые вещества переводились в промышленное сырье путем реакции гидрогенизации: жиры приобретали пищевые качества, из них приготовляли лучшие сорта мыла. В 1908 году русский химик С. А. Фокин применил этот способ на заводе в Нижнем Новгороде, где хлопковое масло и другие жировые вещества перерабатывались в твердые жиры. В мыловаренной промышленности такие твердые жиры заменяют сало. В наши дни гидрогенизация растительных масел широко распространена во всем мире. Этот метод нашел применение и в промышленности искусственного топлива, где в бензин и в смазочные масла превращают битуминозные сланцы, многозольные бурые угли и другое малоценное твердое топливо. Много сделал для развития промышленности органического синтеза Алексей Евграфович Фаворский (1860—1945)—один из талантливейших учеников Бутлерова. Он вошел в историю химии как ученый, открывший реакции, которые были использованы для создания способов получения пластических масс, синтетического каучука и душистых веществ. В 1905 году была издана работа Фаворского, в которой он описал открытую им реакцию присоединения фенилацетилена к ацетону. Эта реакция была использована впоследствии в производстве синтетического каучука. Более пятидесяти лет назад Фаворский открыл способ получения простых виниловых эфиров, которые явились сырьем для производства синтетических смол. Эти смолы не родственники древесной или каменноугольной смолы. Это совершенно новые вещества, из которых вырабаты- 100
ваются лаки, искусственный Синтетический каучук @п@ клеящие веществ a > шелк и различные пластические массы. Сейчас производство этих продуктов необычайно широко развито во всем мире. Виниловая пластмасса хорошо штампует- w--^-w, — ^*^~ ся Шприцеванием из нее получают *••••• | ИЗОПРЕНОВЫЙ(ПоА.Е.ФавоРСКОму) 1 трубки и стержни, литьем под дав- © © ^ ■ » лением — детали машин, вытягиванием — волокна и пленки. Прозрачные пленки из виниловых смол прекрасно окрашиваются в различные цвета. Изготовленные из них плащи и накидки легче и лучше резиновых. Виниловые ткани не боятся кислоты и щелочи. Еще в 90-х годах прошлого столетия Фаворский открыл замечательный способ превращения дихлоркетонов в органические кислоты. В наше время его открытие легло в основу производства ценнейших видов прозрачных и твердых пластических масс. В годы Великой Отечественной войны толстые «стекла» из такой пластмассы защищали наших летчиков и танкистов в боях. Эта легкая прозрачная броня выполняет роль стекла и стали. Применяя одну из реакций Фаворского, его ученик академик И. Н. Назаров приготовил карбинольный клей. Этот клей склеивает разные материалы так прочно, что при разрыве предмет скорее ломается в каком-то другом месте, а не там, где склеено. Новый клей применяют при монтаже разных деталей. Приклеенные, они держатся лучше, чем привинченные. Карбинольный клей — хороший изолятор, он широко используется в электротехнике. Из школы Фаворского вышло много выдающихся ученых. Среди них и создатель современного промышленного способа получения синтетического каучука — Сергей Васильевич Лебедев (1874—1934). Некоторые растения вырабатывают углеводород — изопрен. На юге эти растения превращают изопрен в млечный сок, содержащий каучук, а на севере из такого изопрена получаются пахучие смолы. Всем известна исключительная ценность каучука. Получить искусственно дешевый каучук долгое время никому не удавалось. Эту задачу блестяще разрешил С. В. Лебедев. Лебедев нашел, что углеводород бутадиен (он же называется дивинилом) также может превращаться в каучук. В 1908 году Лебедев впервые получил бутадиеновый каучук. Это было началом пути к созданию синтетического каучука. Но одно дело — лаборатория, другое дело — завод, где необходимо учитывать большие масштабы производства, достаточную его экономичность и т. д. Чтобы разработать способ получения синтетического каучука в заводских условиях, нужны были многочислен- ные и тщательно проведенные опыты. Работы С. В. Лебедева, несмотря на их ценность и оригинальность, не нашли поддержки в царской России. Только при советской власти на их развитие были отпущены крупные средства. Синтетический каучук 9 <* | БУТАДИЕНОВЫЙ (ПоС.З.Лебедеву) | 101
В 1926 году правительство СССР объявило международный конкурс на лучший способ получения синтетического каучука, необходимого нашей стране. В конкурсе принял участие и С. В. Лебедев с группой своих учеников. Трудности были велики. Первые опыты сопровождались неудачами. Но настойчивость, целеустремленность и умение отли- ^~ чать главное от второстепенного привели Лебедева к победе. Выращенный в стеклянных пробирках каучук отвечал условиям конкурса. На построенном в Ленинграде опытном заводе процесс был перенесен из стекла в металл, из лабораторной посуды — в заводские аппараты. Вскоре первые промышленные изделия из синтетического кау- Сергей Васильевич Лебедев. qyKa блестяще выдержали выпуск- ной экзамен. В 1931 году в Ярославле строились корпуса завода синтетического каучука, а через год была выдана первая партия каучука. Следом были пущены еще несколько крупных заводов. ♦ * * Ряд теоретических открытий, широко внедренных в настоящее время в промышленную химию, составляют гордость русской науки. В лабораториях современных химиков есть замечательные вещества — катализаторы. Свойства их чудесны. Выходя из реакции неизменными, катализаторы сильно ускоряют течение химических реакций. Катализаторы могут быть и твердые и жидкие. В 1811 году, как мы писали, Кирхгоф обнаружил, что серная кислота ускоряет процесс гидролиза крахмала. В первой же половине прошлого столетия, когда даже такие знаменитые ученые, как Фарадей и Либих, считали катализаторы веществами, действующими на химические процессы лишь одним своим присутствием, русский ученый А. И. Ходнев (1818—1883) сделал попытку теоретически объяснить механизм катализа. В своей работе «Каталитические явления» (1852) Ходнев указал на то, что катализаторы сами участвуют в течении химической реакции. Сначала они с одним из реагирующих веществ дают нестойкое промежуточное соединение, затем с другим реагирующим веществом образуют конечный продукт реакции, а сами восстанавливаются, выходя *из реакции в первоначальном виде. Так, еще сто лет назад харьковский ученый Ходнев предвосхитил одну из современных теорий катализа. Во второй половине XIX столетия каталитические явления нашли теоретическое обобщение в трудах Н. А. Меншуткина (1842—1907) и Д. П. Коновалова (1856—1929). 102
Меишуткин открыл и исследовал изменение скорости химической реакции в неводных растворах в зависимости от свойств растворителя. Коновалов же своими классическими работами раскрыл зависимость каталитического действия от свойств поверхности катализаторов, чем значительно продвинул вперед науку о катализаторах. Особое значение в области катализа имеют работы знаменитого ученого Н. Д. Зелинского (1861 —1953). Ряд новых каталитических реакций и множество новых катализаторов были открыты академиком Зелинским. Уже десятки лет они широко применяются на наших заводах и за рубежом. Изучая сложнейшую проблему современной науки — строение белковых молекул, деятельность которых лежит в основе всех жизненных процессов, Зелинский вместе со своими учениками разработал методы синтетического получения составных частей белка — аминокислот. Классические труды русского ученого используются в лабораториях химиков всех стран. Чрезвычайно важны работы русских химиков в области исследования белковых молекул. Теория строения белка была выдвинута Н. Д. Зелинским еще в 1914 году. Исследования строения белка, в которых академик Зелинский стремился объяснить, на какие части распадается белковая молекула в организме и как она синтезируется в нем, продолжались несколько лет. Это были упорные попытки раскрыть еще одну тайну строения живого вещества. Велики заслуги Зелинского в изучении практического применения адсорбции, то есть способности активированного угля удерживать на своей поверхности различные вещества, поглощенные из газовой и водной среды. В годы первой мировой войны армия кайзера Вильгельма использовала отравляющие газы. Химическое оружие было применено и на Западном и на Восточном фронтах. Союзники спешно принялись искать средство защиты в химической войне. Ведущие химики мира разрабатывали меры борьбы с отравляющими веществами. Лучший, надежно защищающий противогаз создал Н. Д. Зелинский. После долгих исследований различных поглотителей газа Зелинский предложил использовать для этой цели активированный, то есть особым образом приготовленный, древесный уголь. Помещенный в коробку противогаза, такой активированный уголь вбирал в себя отравляющий газ и пропускал только чистый воздух. Путь русского химика оказался правильным и реальным. Сопоставление русского угольного противогаза с английскими и французскими, требовавшими перед употреблением влажной пропитки особыми химикалиями, показало преимущество русского образца. В руках академи- Крупнейший советский химик Н Д. Зелинский глубоко проник в химию белка Ему и его ученикам удалось искусственным путем получить амидин — белковообразное вещество, один из тех «кирпичиков», из которых строятся белковые молекулы. 103
ка Зелинского уголь становился чудесным веществом. На адсорбционной способности угля основаны сейчас многочисленные реакции химических производств. Газ ацетилен, например, нельзя подвергать давлению, он взрывается при полутора атмосферах давления. Если же произвести поглощение ацетилена углем, то сгущенный в угольных порах газ будет находиться под очень большим давлением, но взрыва не произойдет. Н. Д. Зелинский нашел, что количество образующегося бензола из ацетилена значительно увеличивается, если эту реакцию вести в присутствии активированного угля. Замечательны работы Зелинского в области создания синтетического бензина. Вся жизнь Николая Дмитриевича Зелинского — это непрерывное служение науке. Опубликовав свои первые труды в годы, когда жили и трудились великие химики Менделеев и Бутлеров, он в полную силу развернул творчество в советское время. «Я прошел длинный жизненный путь, — писал Н. Д. Зелинский в своем обращении к молодежи. — Оглядываясь назад, я с внутренним удовлетворением могу отметить, что жизнь моя прожита не бесполезно. В ней было то главное, что придает человеческой жизни смысл и содержание: я жил, трудился и творил для родины, для моего народа. И хоть небольшой, но есть и мой вклад в ту неоценимую сокровищницу материальных ценностей и знаний, которой владеет народ и которую он передает будущим поколениям». Николай Дмитриевич Зелинский. На грани органической и неорганической химии возникло новое направление в науке — химия металло-органических соединений, таких соединений, в которых атом металла непосредственно связан с атомом углерода. Многочисленные лекарства, антидетонаторы для авиационного бензина, яды против вредителей сельского хозяйства, промежуточные продукты для синтезов в химической промышленности — вот область практического применения металло-органических соединений. Синтез новых веществ с их помощью прост и экономичен. Основу этой отрасли химии в нашей стране заложил в 60-х годах прошлого столетия А. М. Бутлеров, начавший осуществлять синтез различных спиртов с помощью цинкоорганических соединений. Развили этот метод ученики Бутлерова Д. М. Зайцев и Е. Е. Вагнер. П. П. Шорыгин провел множество синтезов калий- и натрий-органических соединений. Эти реакции нашли свое место в производстве синтетического каучука. Выдающиеся работы в области металло-органических соединений 104
принадлежат президенту Академии наук СССР А. Н. Несмеянову. Ближайший ученик Н. Д. Зелинского А. И. Несмеянов обогатил советскую химию новыми методами синтеза металло-органических соединений. Среди этих методов выделяется универсальный, так называемый диазометод, позволяющий из доступных веществ простым путем синтезировать органические соединения ртути, олова, свинца, сурьмы, висмута и др. А. Н. Несмеянов ввел в практику синтез кадмий-органических соединений. Его метод получения ртут- но-органических соединений открыл широкие возможности для разнообразных синтезов лекарственных веществ. Русские ученые создали метод анализа, с помощью которого стало возможным производить разделение таких родственных химических соединений, молекулы которых, заключая в себе свыше ста атомов, отличаются друг от друга лишь одним из них. В 1903 году молодой ботаник Михаил Семенович Цвет (1872 — 1919), изучая в своей химической лаборатории зеленое вещество растения — хлорофилл, разделил его на составные части: хлорофилл а и хлорофилл в. Для этого М. С. Цвет разработал новый метод анализа, который назвал хроматографическим анализом. Ученый использовал явление адсорбции. С помощью бензина Цвет выделил хлорофилл из зеленого листа и стал медленно пропускать раствор через стеклянную колонку, напол Михаил Семенович Цвет. ненную углекислым кальцием. Окрашенный бензин, пройдя через колонку, обесцветился, а хлорофилл адсорбировался на углекислом кальции, окрасив колонку белого порошка в слои разного цвета. Вынув колонку углекислого кальция, Цвет отделил ножом разно окрашенные слои друг от друга и таким образом разделил на составные части хлорофилл. Ныне хроматографический анализ получил громадное развитие. Этот метод исследования — мощное орудие промышленной технологии. Пользуясь своим методом, Цвет разделил природный хлорофилл на две разновидности- хлорофилл а и хлорофилл в, молекулы которых отличаются друг от друга лишь одним атомом. 105
СОЗДАТЕЛИ ТЕХНИЧЕСКОЙ БИОХИМИИ На грани, где соприкасаются химия и физиология, в конце прошлого века зародилась новая наука, занимающаяся химией жизненных процессов. Эта наука все больше и больше входит в жизнь. О путях зарождения ее надо знать, тем более, что открытия, сделанные учеными-биохимиками, применены во многих отраслях пищевой и химической промышленности. Ранними «всходами» этой молодой науки — биохимии — были работы русских ученых А. Н. Баха и В. И. Палладина. Огромное значение имело произведенное В. И. Палладиным исследование «химии дыхания». Что кажется еще более далеко отстоящим от промышленной химии, чем изучение сложного жизненного процесса дыхания? Однако результат химико-физиологических исследований в этой области вынудил впоследствии заново пересмотреть некоторые процессы обработки продуктов в пищевой промышленности. В. И. Палладии посвятил много лет изучению проблемы дыхания. Чисто количественное определение дыхания как «медленного горения», существовавшее в науке со времен Лавуазье, не удовлетворяло Палладина. Оно было односторонним и механистическим. Организм — это не просто «печка», где сжигаются углеводы. Русский ученый видел в дыхании качественно своеобразный процесс. Он доказал, что окислением в процессе дыхания управляют ферменты — особые белковые вещества, находящиеся в протоплазме клетки и играющие в ней роль органических катализаторов. С их помощью в организме и происходит разложение сложных веществ на простые. С их же помощью производится и синтез сложных веществ из простых. Весь свой обширный научный труд Палладии выразил в двух небольших формулах. Эти классические формулы дыхания вошли во все физиологические руководства мира. Процесс дыхания, по определению Палладина, состоит из двух этапов. Сначала углеводы под влиянием ферментов распадаются на углекислоту и водород, причем' последний тут же захватывается ферментами. Кислород в этой первой части процесса дыхания никакой роли не играет. Его очередь наступает лишь во второй части процесса, где он восстанавливает активность ферментов- переносчиков, освобождая их от водорода. Водород, отнятый от ферментов, соединяясь с кислородом, образует воду. Таким образом, углеводы окисляются не путем сжигания их кислородом воздуха, как это думали раньше, а путем отщепления от них водорода, который с кислородом воздуха образует воду. Не сразу принял научный мир замечательное открытие Палладина. Около двадцати лет шли в науке споры и дискуссии о процессе дыхания, и все-таки теория, созданная русским ученым, оказалась справедливой. Вопрос о роли кислорода в процессе дыхания был решен в 1897 году А. Н. Бахом. Интересные открытия, обогатившие учение о дыхании, сделал академик А. И. Опарин. Он выделил в чистом виде распространенное в высших растениях химическое вещество — хлорогеновую кислоту. Она оказалась промежуточным катализатором в процессе дыхания растений. В живых клетках теперь найдены и другие катализаторы, в том числе аскорбиновая кислота. 106
Славу русской биохимии принесли работы академика Алексея Николаевича Баха (1857—1946). Задачи биологической химии сводились до него к пассивному изучению химического состава живой материи, из которой построены клетки. Бах рассуждал по-иному. Биохимия изучает не вещество,—это задача органической химии,—а химические процессы, протекающие в живых клетках. В результате процесса дыхания происходит разложение сложных веществ на простые; выделившаяся же энергия поддерживает жизненно необходимые химические процессы в организме. Таким образом, химические процессы и связанные с ними превращения энергии лежат в основе главнейших жизненных явлений. Изучение этого и составляет предмет биохимии. Алексей Николаевич Бах. Особенностью многих химических процессов в организме, как доказали Палладии и Бах, является то, что они протекают при обыкновенной температуре с помощью ферментов. Объяснив процесс, лежащий в основе образования органических веществ в природе, Бах в то же время показал, каким образом растения, используя солнечную энергию и питательные вещества почвы, создают молекулярный кислород и «пополняют» им нашу атмосферу. Бах раскрыл и сущность процесса, обратного ассимиляции, процесса расщепления органических веществ в живой клетке организма. Органические вещества — углеводы, белки, жиры — внутри организма окисляются до углекислоты и воды. Но вне организма окисление их идет лишь при высоких температурах, исключающих возможность жизни. Как же совместить столь противоречивые данные? А. Н. Бах считает, что молекула кислорода, за счет которого происходит окисление органического вещества, не распадается на атомы, в ней разрывается лишь одна связь, но целостность молекулы сохраняется. Получается активированный кислород, который с окисляемым телом образует перекись. «Перекисная теория», созданная А. Н. Бахом полвека назад, сыграла большую роль в решении ряда научных и хозяйственных проблем. Бах и его ученики показали, что в основе многих производственных процессов лежит ферментативное превращение сырья в готовый продукт. Эти работы дали начало новому разделу науки — «технической биохимии». При помоле зерна, скручивании чайного листа, затирании солода, раздавливании виноградной ягоды или сушке табака разрушаются живые ткани сырья, но заключенные в нем ферменты сохраняются в активном состоянии. И именно они обусловливают те изменения, которые происходят в созревающем тесте, пивном заторе, ферментирующемся табаке, чае. 107
В течение многих веков производство вина, табака, чая основывалось на рецептах, полученных из практики. Раскрыв тайну изменений чая, табака, винограда при их переработке, Бах и его ученики разрешили ряд практических задач. Ученые определяют наилучшие условия влажности, температуры, интенсивности воздухообмена и указывают, как управлять процессом томления табака. Работы советских ученых раскрыли суть превращений, происходящих в чайном листе во время его переработки. Известно, что чем старее вино, тем оно лучше. Но старение вина требует многих лет. Академик А. И. Опарин открыл, что небольшое количество окислительного фермента пероксидазы, добавленного в вино, сильно сокращает время его старения, не снижая качества вина. То, что требовало многих лет, может производиться в течение нескольких месяцев. Ферментативные процессы используются для оценки качества муки, улучшения хлебопекарных свойств ее и т. д. Советские биохимики достигли успехов и в области изучения витаминов: найдены способы сушки овощей, при которых сохраняются в них все витамины; открыты новые виды сырья для производства витаминов; создано производство синтетических витаминов. В руках советского человека химия превратилась в могучее орудие преобразования органических и неорганических веществ. С ее помощью получены металлические сплавы легче дерева, прозрачные пластмассы с прочностью стали. Химия позволила создать много удивительных материалов с совершенно новыми свойствами, отсутствующими у природных: синтетический каучук, изделия из которого не боятся нагревания и не теряют упругости на морозе; искусственное волокно, нити которого крепче стальных проволок; синтетическое горючее, позволяющее намного повысить мощность моторов, и другие. Используя достижения химии, советский народ совершенствует производство и увеличивает плодородие почвы.
РУССКИЙ ВКЛАД В ЭЛЕКТРОТЕХНИКУ Мы живем в век торжества электротехники — в век, когда на нас работают миллионы всевозможных электрических машин, аппаратов и приборов. Сбылись пророческие слова Ломоносова о том, что настанет время, и великое благо принесет человечеству сила электричества. Это смелое предсказание не могло не сбыться, ибо оно было сделано не просто мечтателем, а величайшим ученым, опережавшим современную ему науку. Ломоносов был одним из немногих ученых XVIII века, усилиями которых был заложен фундамент науки об электричестве. В их числе был англичанин Грей, открывший способность металлов проводить электрические заряды, француз дю Фэ, указавший на два рода зарядов — «положительные» и «отрицательные», как говорим мы теперь, американец Франклин, изучавший* природу молнии, создавший одну из первых теорий электричества, итальянец Гальвани, обнаруживший электризацию при соприкосновении разнородных металлов. Ломоносов также с увлечением изучал грозовой разряд и ставил дерзкие опыты, сводя «небесный огонь» в свою лабораторию. В этих опытах принимал участие друг Ломоносова академик Рихман, крупный ученый, изобретатель первого электроизмерительного прибора. Во время одного из опытов Рихман был убит молнией. В 1753 году в своем «Слове о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих» Ломоносов излагает теорию происхождения атмосферного электричества. «Я причину сию произвел от погружения верхней холодной атмосферы из наступающих великих морозов», — писал ученый, доказывая, что атмосферное электричество образуется в результате трения друг о друга частичек «мерзлых паров», переносимых нисходящими и восходящими воздушными потоками. Глубоко постигнув тайны электричества, великий ученый построил теорию полярных сияний. Он утверждал, что сияния эти есть не что иное, как электрические разряды в высочайших слоях атмосферы. 109
С помощью металлического шеста Ломоносов низводил атмосферное электричество в свою лабораторию. Электрометр Рихмана. Обосновывая свою теорию, Ломоносов на опыте доказал, что в разреженном газе под действием электричества может возникнуть свечение. Выкачав воздух из стеклянного шара и наэлектризовав шар трением, экспериментатор заставил светиться находящийся в сосуде разреженный газ. Как мы теперь знаем, свечение возникает в результате ударов электронов, быстро движущихся под действием электрических сил, об атомы разреженного газа. Впоследствии исследования газового разряда привели к исключительным по своему значению открытиям. В конце XIX века пустотные трубки помогли ученым открыть электрон, рентгеновские лучи. Газовый разряд используется теперь в катодных трубках, радиолампах, новых источниках света и т. д. Итоги своих исследований в области электричества Ломоносов в 1756 году обобщил в работе «Теория электричества, разработанная математическим путем». К сожалению, этот труд Ломоносова остался незаконченным. В этой работе русский ученый излагает свою теорию электрических явлений. Он утверждает, что электричество и свет суть волновые колебательные процессы. Гениальное ломоносовское прозрение об общности природы электрических и световых явлений — одна из незыблемых основ современной физики. Много замечательных страниц в науку об электричестве вписал петербургский академик Ф. У. Эпинус (1724—1804) —младший современник Ломоносова. Ему принадлежит открытие электростатической индукции. Это явление состоит в том, что тело, электрически заряженное, заставляет электризоваться тела, не соприкасающиеся с ним. Оно действует на них на расстоянии. Сделав это открытие, Эпинус наметил и пути теоретического истолкования обнаруженного на опыте явления электростатической индукции. Принцип электростатической индукции положен в основу действия множества электрических приборов и аппаратов: электростатических машин, электрофоров, конденсаторов и т. д. На основе этого открытия известный итальянский ученый А. Вольта сделал впоследствии два выдающихся изобретения: электрофор — простой прябор для получения статического электричества, и конденсатор — «копилку» электрических зарядов. Приборы, основанные на явлении электростатической индукции, сыграли большую роль в пору становления науки об электричестве. И ныне они непременная принадлежность любой физической лаборатории. Сейчас, в дни расцвета электротехники, лежащий в их основе принцип используется строителями гигантских генераторов напряжением в миллионы вольт, конструкторами радиоприемников и передатчиков, телефонных и телеграфных линий, электропередач, электроавтоматических устройств, высокочастотных установок. В научном наследии Эпинуса есть еще одна выдающаяся работа: открытие пироэлектричества — электризации некоторых кристаллов под действием тепла. Отрасль техники, занятая проблемой превращения тепловой энергии в электрическую, ныне усиленно развивается. В наши дни ПО
инженерам и ученым служат десятки приборов, основанных на способности тепла рождать электричество (при этом используется не только явление, открытое Эпинусом, но и другие). Наша промышленность выпускает теперь термоэлектрогенераторы, дающие ток, достаточный для питания радиоприемника. Так работы Ломоносова и его сподвижников заложили фундамент науки об электричестве. Гений Ломоносова указал путь грядущим исследователям. В его трудах творцы электротехники не раз находили опору для смелых творческих дерзаний. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОЛНЦЕ Электрический свет давно перестал казаться необычным. Одним поворотом выключателя мы возвращаем в свои комнаты окончившийся день. Разгоняя тьму лучами чудесных светильников, мы с благодарностью вспоминаем тех, кто заставил электричество порождать свет. Впервые электрический свет вспыхнул в лаборатории великого физика, петербургского академика Василия Владимировича Петрова (1761— 1834). В 1799 году итальянский ученый Алессандро Вольта, опираясь на открытие Гальвани, создал первую гальваническую батарею, так называемый «вольтов столб», дававшую постоянный электрический ток. Изучая действие электрического тока, Петров с помощью созданной им огромной батареи гальванических элементов, для тех времен рекордной по своей мощности, произвел такой опыт: присоединил к батарее два древесных угля и коснулся ими друг друга. Сверкнула искра. Петров раздвинул чуть-чуть угли так, что между ними образовался промежуток. Но искра не погасла, она превратилась в ослепительно яркое пламя, сверкающим мостиком соединившее угли. Так 23 ноября 1802 года была открыта электрическая дуга, одна из форм газового разряда, приковавшего в свое время внимание Ломоносова. В 1803 году типография Государственной медицинской коллегии напечатала книгу «Известие о гальвани-вольтовских опытах, которые производил профессор физики Василий Петров посредством огромной наипаче батареи, состоявшей иногда из 4 200 медных и цинковых кружков и находящейся при, Санкт-Петербургской медико-хирургической академии». Многое из того, что входит в современную электротехнику, впервые было описано здесь: изолирование проводов, изобретенное автором, роль внутреннего сопротивления батареи, влияние поляризации на работу батареи. В статье седьмой своей книги Петров подробно описал открытую им электрическую дугу. Здесь же ученый сообщал и о том, что от этой дуги «темный покой освещен быть может». Много других употреблений электрической дуги и электрического тока открыл Василий Петров, но сейчас мы говорим о Петрове как о пионере электрического освещения. Конденсатор и электрофор — приборы, действие которых основано на явлении электростатической индукции. Русский ученый Петров первым зажег электрическую дугу. 111
И 3 В ЪCTIЕ о глльвлни - вольтовскихъ О П Ы Т А X Ъ, которые производилЬ ПрофессорЪ физики ВасилШ ПстроеЪ посредствомЪ огромной наипаче бат спереи. состоявшей иногда нзЪ 4200 мЬднихЪ и цинкоеыхЬ кружхоеЬ, и на. холящейся при Санкт-Петербургской Мелико Хирургической Академ!и ВЪ САНКТ-ПЕТЕРБуРГЪ ВЬ Типографш Государственной Me дицинской Коллепи, i80J года Титульный лист книги Василия Петрова. Здесь же уместно вспомнить еще об одной работе Петрова. Это его исследования явления люминесценции — «холодного свечения». Василий Петров проделал много экспериментов, изучая это явление. Он был одним из тех ученых, чье внимание привлекла замечательная способность некоторых веществ излучать свет при обычной температуре. Крупным успехом тогдашней науки было открытие Петровым раз^ личных видов «холодного свечения»: фото- и хемолюминесценции. В первом виде свечение вещества вызывалось предварительным облучением солнечным светом, во втором — химическим процессом. Эти работы не имели прямого отношения к электричеству. Но в наши дни явление люминесценции, занимавшее Петрова, легло, как нам уже известно, в основу создания нового вида электрических светильников — люминесцентных ламп. Царская Россия не ценила замечательного ученого. Работал Петров в труднейших условиях: оборудование, приборы, реактивы — все это приходилось доставать ценой огромных усилий. И даже после того, как, пробив стену чиновничьей косности, Петров создал прекрасную лабораторию и совершил в ней великие открытия» отношение официальной, казенной науки к нему не изменилось. Академия наук, сообщая в 1804 году об открытии гальванического огня, «ослепительный блеск коего в случае больших вольтовых столбов и обугленных веществ до известной степени подобен солнечному свету», не нашла нужным даже назвать имя В. В. Петрова — создателя дуги. Открытие В. В. Петровым электрической дуги привлекло внимание научных журналов и газет. Еще за год до выхода в свет книги об опытах Петрова, в 1802 году, о дуге писали в «Петербургских ведомостях». В 1806 году было рассказано об этом открытии в приложении к «Технологическому журналу» Академии наук. Но все же, когда в 1811 году известный английский ученый Г. Дэви вторично открыл дугу и назвал ее вольтовой, представители казенной науки в Петербурге о Петрове не вспомнили. В наши дни работы Петрова получили всенародное признание. В 1934 году было отмечено столетие со дня смерти «первого русского электротехника академика В. В. Петрова, открывшего в 1802 году, за несколько лет до Дэви, явление вольтовой дуги и предсказавшего приме нение этого явления в технике (сварка металлов, электрометаллургия)», как говорилось в специальном постановлении Совета Народных Комиссаров Союза ССР. Но неоцененный, забытый Россией царя и чиновников, Петров не был забыт прогрессивной Россией. Передовые русские ученые и изобретатель- высоко подняли славу светозарной дуги Петрова. Непрерывно совершенствуя открытие своего соотечественника, они находили электрической дуге новые и новые применения. В 1836 году профессор Московского университета Михаил Григорьевич Павлов, о работах которого в области физики мы уже говорили, пророчески писал: «Кажется, недалеко то время, когда электричество, сделавшись всеобщим средством освещения, заменит собою горение всех потребляемых на то материалов, как теплота в парах водяных заменила не- 112
Павел Николаевич Яблочков. имоверное количество силы механической. В способности тому электричества сомневаться невозможно, нужно только явление изобретательного человека, могущего приспособить этот чудесный огонь к ожидаемому употреблению». Во время опытов Петрова дуга вспыхивала на короткое время. Кончики углей обгорали, и чудесный сверкающий мостик обрывался. Возобновить ее горение можно было, вновь сдвинув угли. И в самом процессе горения дуга светила неровно. На силе света сказывалось непостоянство величины зазора между углями. В таком виде применить дугу для освещения было нельзя. Заставить дугу гореть устойчиво оказалось делом нелегким. Нужно было придумать устройство, помогающее сохранять постоянный зазор между углями. Ручной регулятор, конечно, не решал проблемы. Нужно было автоматизировать управление дугой. Практическое применение дуги для целей освещения зависело от успешного решения проблемы автоматического регулятора. Одна из конструкций механического регулятора была предложена русским изобретателем А. И. Шпаковским. В 1856 году, в дни коронационных торжеств, на здании Лефортовского дворца в Москве было установлено десять мощных «электрических солнц». Грандиозный опыт электрического освещения, поставленный А. И. Шпаковским совместно с известным ученым-пиротехником К- И. Константиновым, вызвал восторг у всех видевших это торжество электрического света. В 1876 году русский изобретатель Павел Николаевич Яблочков (1847—1894) преобразил дугу Василия Петрова. Гениально просто решил он проблему автоматического регулирования электрической дуги: в «свече» Яблочкова угли расположены параллельно друг другу и разделены изолирующим слоем. «...Узкая полоска землистого вещества, — писал Яблочков, — выполняет задачу держания углей на неизменном расстоянии гораздо лучше, чем сложный прибор, регулятор, достигающий этого лишь приблизительно. Полоска держит их абсолютно, кроме того, она придает известные качества свету, которые немыслимы при регуляторе». В последней фразе раскрывается еще одно важное свойство, приданное Яблочковым дуге Петрова. Сгорая вместе с углями, специально подобранный слой своими парами увеличивал электропроводность воздуха и помогал горению дуги. А это значило, что свеча могла гореть и при меньшем токе, поэтому один генератор был способен обслуживать сразу несколько свечей. Еще одно замечательное качество придал Яблочков своей свече: это 8 Рассказы ИЗ
1 Свеча Яблочкова. ШШ^^^^^^ш^/* был первый прибор, работавший на переменном токе, ставшем в наши дни основой промышленной энергетики. Яблочкову переменный ток понадобился для того, чтобы угли сгорали равномерно, становясь поочередно то отрицательными, то положительными электродами. Как мы видим, совершенствуя свои свечи, Яблочков одновременно решил важнейшие электротехнические задачи. Ему удалось также осуществить питание нескольких свечей одним генератором. «Дробление» света, то есть освещение нескольких помещений с помощью одного источника тока, в те времена представлялось задачей чрезвычайно трудной и решалось самыми причудливыми способами. От одного источника тока удавалось зажечь лишь одну дугу. Все попытки подключать к одной динамо-машине цепь из нескольких дуговых ламп не давали эффекта. При потухании одной дуги гасли и все остальные. Кроме того, очень сложно было и зажигание такой гирлянды дуг: ведь это надо было делать строго одновременно.» Свет дуги был ярок и достаточно силен, чтобы осветить несколько комнат. Поэтому иногда стремились «раздробить» его, распределить по комнатам с помощью сложных систем зеркал, спрятанных в трубах. Это было похоже на попытку распределять свет так же, как газ и воду. Яблочков пошел по другому пути. Для «дробления» света он использовал индукционную катушку — электрический прибор, состоящий из двух проволочных катушек, расположенных одна в другой. При пропускании переменного тока по одной из катушек в другой катушке индуктировался «вторичный» ток. Напряжение его определялось соотношением между числом витков первой и второй катушек. Включая в цепь динамо-машины первичные катушки нескольких таких приборов, Яблочков подключал свои свечи к их вторичным катушкам. Такая схема соединения группы дуговых ламп с динамо-машиной посредством индукционных катушек обеспечивала полную независимость работы каждой свечи, и один источник тока питал несколько свечей. В своей системе «дробления» света Яблочков впервые практически применил трансформацию токов. Его индукционные катушки явились прообразами важнейших электрических машин сегодняшнего дня — трансформаторов. Свеча Яблочкова быстро завоевала мировое признание. В 80-х годах она освещает улицы и театры Парижа, развалины римского Колизея, улицы Лондона, вспыхивает во дворце короля Камбоджи, в далекой Персии. «Свет приходит к нам из России», «Россия — родина света», — на разных языках писали газеты. Схема «дробления» электрического света с помощью индукционных катушек, изобретенных Яблочковым. 114
Первые конструкции ров. трансформато- превращения электрической энер- созданные за границей Жобаром, Изобретатель создал множество свечей различных типов, начиная от маленьких, 80-свечовых, до мощных, 6000-свечовых, светильников. Труды Яблочкова в разных областях электротехники, о чем будет сказано дальше, во многом послужили развитию этой науки. Но главная его заслуга — создание первой практически применимой системы электрического освещения. Его по праву можно назвать «пионером электрического освещения». В то время когда одни изобретатели совершенствовали дуговые лампы, другие вели поиски источника света, основанного на ином принципе гии в световую, — ламп накаливания. Первые конструкции таких ламп, Грове, Фермером, а в России подполковником Сергеевым, распространения не получили: слишком несовершенны они были. Лампа Сергеева, например, предназначавшаяся для освещения минных галерей, была уст- роена%так. Накаливаемая током спираль помещалась между рефлектором и линзой в медном цилиндре с двойными стеклами, промежуток между которыми в целях взрывобезопасности был заполнен водой. В руководствах по минному делу сохранились чертежи и описание успешных испытаний этой лампы. Практически же пригодную первую лампу накаливания создал молодой русский инженер Александр Николаевич Лодыгин (1847—1923). 11 июля 1873 года он продемонстрировал ее в действии на одной из петербургских площадей. Устройство лампы было следующее: между двумя концами толстой медной проволоки, помещенными в герметическом баллоне, был укреплен стерженек из угля, прокаленного в реторте без доступа воздуха. При накаливании уголек сначала отнимал кислород из воздуха баллона, а затем в лишенной кислорода атмосфере продолжал светиться в продолжение часа. Лодыгин достиг того, к чему безуспешно стремились многие изобретатели. Накаливая электрическим током проволоки из различных металлов или угольки, они пытались заставить их светиться. Проволоки действительно светились, но быстро сгорали. Причина этого заключалась в неоднородности свойств, используемых для накаливания стерженьков и нитей. То место, где сопротивление электрическому току было наибольшим, нагревалось особенно сильно. Из-за перекала нити быстро перегорали. Лодыгин нашел способ продлить жизнь нити, через которую пропускался ток. Изобретатель сумел приготовить однородные угольные стерженьки, прокаливая дерево в угольном порошке при малом доступе воздуха. Этот способ изготовления угольных нитей впоследствии использовался всеми, кто работал над лампами накаливания. В дальнейшем Лодыгин не ограничивался одной только герметизацией баллона, а предварительно, перед запаиванием, откачивал из него Лампа со свечой Яблочкова. 8* 115
Лампа накаливания, изобретенная Лодыгиным. Лампа с тугоплавкой нитью, созданная Яблочковым. Александр Николаевич Лодыгин. воздух. Это удлинило срок жизни лампы, потому что откачивание лучше удаляло кислород из лампы, нежели тот способ, при котором кислород химически связывался углем при частичном сгорании нити. В 1875—1876 годах лампы Лодыгина вышли из лаборатории. В это время ими освещали кессоны строительства Литейного моста и магазины на Морской улице в Петербурге. Лодыгину оставалось немногое, чтобы сделать лампу долговечнее. Но товарищество электрического освещения, организованное банкиром Козловым для эксплуатации изобретения Лодыгина, не давало средств на продолжение опытов. Членов товарищества интересовала лишь биржевая игра. Акционеры компании газового освещения приняли в штыки грозившее их барышам изобретение. Рядом грязных биржевых спекуляций товарищество электрического освещения было разорено. В 1877 году лампочку Лодыгина увидел знаменитый изобретатель Эдисон: ее привез в Америку офицер Хотинский. Эдисон с присущими ему энергией и размахом принялся за усовершенствование лампы накаливания и впоследствии взял патент на лампу накаливания с угольной нитью. Однако приоритет Лодыгина не оспаривался даже юридически. Суд, разбиравший спор Эдисона и его английских конкурентов о лампе накаливания, установил, что честь создания нового источника электрического света принадлежит не Эдисону и не его британским соперникам, а русскому изобретателю инженеру Лодыгину. Газета «Нью-Йорк геральд» в 1879 году прямо указывала на работы Яблочкова и Лодыгина, предвосхитившие изобретение Эдисона. В 1890 году Лодыгин сделал еще одно крупное изобретение—создал лампу с нитью из молибдена. А еще позже он взял патент на лампу с вольфрамовой щпъю — лампу наших дней. В конструировании ламп накаливания принял участие и Павел Николаевич Яблочков. Еще работая над свечой, Яблочков обратил внимание на то, что в нагретом состоянии каолин, которым он разделял угольные стержни, становится проводником и может быть раскален током до яркого свечения. Изобретатель предложил заменить в лампах накаливания угольный стерженек каолиновым. Подобная же конструкция лампы была создана и известным немецким физиком Нернстом. Лампы Яблочкова — Нернста давали яркий свет, их большим преимуществом была долговечность, они не нуждались в герметическом стек- 116
Владимир Николаевич Чиколев. лянном баллоне, так как нагреваемое током вещество не могло быть окислено кислородом воздуха. Одно время этот источник света считали серьезным соперником лампы накаливания. Но у него был и недостаток: для зажигания лампы надо было предварительно нагреть тугоплавкий стерженек, чтобы сделать его токопроводящим. После появления ламп накаливания с металлической нитью лоды- гинский принцип победил окончательно. Лампочка накаливания, простая и удобная, получила широчайшее распространение. Дуга же Петрова продолжала применяться там, где требовался сильный свет. Здесь мы должны еще раз вспомнить о работах изобретателей по созданию регуляторов для дуговых ламп. Целая плеяда конструкторов в нашей стране и за границей искала способ автоматического регулирования электрической дуги. Одно время получили распространение дуговые лампы с регуляторами французских физиков Фуко и Серрена. Однако эти лампы, хотя и работали удовлетворительно, были довольно сложными. В их конструкцию, например, входили часовые механизмы и шестерни. В 1879 году поиски надежного и простого регулятора завершил инженер В. Н. Чиколев (1845—1898). Его дифференциальный регулятор обеспечивал непрерывное, устойчивое горение дуги. Регулятор тщательно следил за всеми капризами дуги и позволял включать в одну цепь несколько дуг. Дуговые лампы с регулятором Чиколева были более экономичны, чем свечи Яблочкова, и поэтому вытеснили последние. Дуга Василия Петрова, непревзойденный по силе источник света, еще раз усовершенствованная руками электротехников, в наши дни живет в прожекторах, бросающих свет на десятки километров. В этой «тяжелой артиллерии» современной светотехники слились воедино три замечательных изобретения: дуга Василия Петрова, дифференциальный регулятор Чиколева и зеркальный отражатель Кулибина, построившего в 1779 году первый прожектор. Советская наука, получившая в наследство труды пионеров электрического освещения, обогащает электротехнику новыми замечательными открытиями и изобретениями. Совершенствуются лампочки накаливания. Борясь за высокую экономичность ламп, ученые стремятся повысить температуру накаливания их нити. Возможности металла уже исчерпаны. В поисках тугоплавких материалов конструкторы обращаются уже не к металлам, а к их соединениям с углем — карбидам, перекликаясь здесь с Яблочковым, применившим сверхтугоплавкий материал в лампе накаливания. Дуговая лампа с дифференциальным регуля* тором Чиколева явилась прообразом лампы современного прожектора. 117
Современный прожектор. Новые качества приданы и дуге Петрова. Ученые, приготовив особые угли с сердцевиной, наполненной специальным составом, заставили ее гореть в десятки раз ярче. Теперь светоносная дуга Петрова работает в прожекторах, кинопроекторах, установках для спектроскопии, в лампах «горного солнца». На советских заводах производятся совершенно новые источники света — люминесцентные лампы, в создании которых огромную роль сыграли труды академика С. И. Вавилова. Как уже рассказывалось в главе «Точные науки», внутри трубки лампы дневного света под действием электрического разряда светятся пары ртути. Излучение паров, богатое ультрафиолетовыми лучами, падает на стенки лампы, покрытые смесью из особых веществ — люминофоров. Облученные люминофоры, в свою очередь, начинают светиться. Современные люминесцентные лампы потребляют электроэнергии в три-четыре раза меньше, а служат в три-четыре раза дольше, чем лампы накаливания. Будущее электрического освещения за подобными лампами. И это еще раз подтверждает плодотворность идей русских пионеров электрического освещения, уделявших такое внимание исследованию и техническому применению газового разряда. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВ Вернемся снова в лабораторию В. В. Петрова, где вспыхнула электрическая дуга. Дуга Петрова принесла миру не только электрический свет, но и электрическое тепло. В руках человека электричество стало мощным и в то же время послушным средством получения тепла. Это предвидел и сам Петров. Рассказывая о дуге, он писал, что при замене углей металлом «между ними является больше или меньше яркое пламя, от которого сии металлы иногда мгновенно расплавляются, сгорают так же с пламенем какого-нибудь цвета». А когда в паре с угольным электродом взят железный, «является также больше или меньше яркое пламя... а конец проволоки почти во мгновение ока краснеет, скоро расплавляется и начинает гореть с пламенем и разбрасыванием весьма многих искр по различным направлениям». Так описывает Петров электрическую плавку металлов. 118
Работа, в которой он изложил результаты своих исследований, сохраняет значение и теперь. Она согласуется с современными представлениями о дуге как источнике тепла. Однако во времена Петрова о практическом применении дуги как источнике тепла помышлять было рано. Способность электричества порождать тепло заинтересовала и петербургского академика Э. X. Ленца (1804—1865). В теорию электричества навсегда вошел установленный им в 1844 году закон эквивалентности тепловой и электрической энергии. Почти одновременно с Ленцем, но независимо от него этот закон открыл и английский физик Джоуль. Закон Джоуля — Ленца дает возможность, зная величину и напряжение тока, вычислить количество тепла, которое этот ток способен дать за определенный промежуток времени. Одним из продолжателей работ Петрова в области применения электричества как источника тепла был русский изобретатель Николай Николаевич Бенардос (1842—1905). Бенардос работал в самых различных областях техники. Ему принадлежит более ста патентов: он создавал двигатели, аккумуляторы, сельскохозяйственные машины, построил вездеходное судно. Бенардос заинтересовался способностью дуги давать тепло. Он изучил это явление и в 1882 году прибавил к списку своих изобретений самое важное — «Способ соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока», названный им «электрогефест». Чтобы сплавить друг с другом железные листы, Бенардос присоединял их к одному полюсу динамо-машины, а провод от другого полюса отводил к угольному электроду. Когда изобретатель прикасался углем к стыку листов, между металлом и углем загоралась дуга Петрова. Взяв металлический стержень, Бенардос вводил его в пламя. В жаре дуги кромки стыка сплавлялись, а стержень, тая, как свечка, заваривал шов. Способ Бенардоса вскоре получил практическое применение. В 1888 году электросваркой стали пользоваться в мастерских Орловско- Витебской железной дороги для исправления паровозных рам и колес. Впоследствии изобретение Бенардоса распространилось и за границей. В течение нескольких лет Бенардос все более и более совершенствовал электросварку. Из описаний и чертежей, сохранившихся в его архиве, видно, что им изобретены, по существу, все основные способы дуговой электросварки: «сварка в струе газа», «сварка косвенно действующей дугой, горящей между двумя или несколькими электродами», «магнитное управление сварочной дугой». Работал Бенардос и над проблемой дуговой резки на воздухе и под водой и над автоматизацией сварочного процесса. В 1887—1890 годах горный инженер Н. Г. Славянов (1854—1897) внес существенные усовершенствования в электросварку. Славянов, металлург по специальности, видел в электросварке прежде всего металлургический процесс, который можно вести с успехом, только удовлетворив всем требованиям техники горячей обработки металлов. В этом одна из величайших его заслуг. Его по праву можно назвать создателем металлургических основ электросварки. Славянов в отличие от Бенардоса применил для сварки не угольный, а металлический электрод. Это позволило ему избежать двух не- Прибор Э. X. Ленца, с помощью которого он установил закон теплового действия электрического тока. (Рисунок из сочинений Ленца.) L — сосуд со спиртом,, К — термометр. Схема электросварки по Бенардосу. 119
Николай Николаевич Бенардос. приятных моментов. Во-первых, пользование металлическим электродом устраняло опасность перегрева, приводившего к порче обрабатываемого предмета. Во-вторых, оно устраняло нежелательное проникновение в металл углерода, который делал его хрупким. Серьезным преимуществом сварки по способу Славянова было ее удобство: сварщик держал один электрод, а при методе Бенардоса приходилось держать и угольный электрод и расплавляемый дугой металлический стержень. Металлический электрод Славянова создавал дугу, и он же, расплавляясь, давал жидкий металл для заполнения шва. Работать стало проще, а шов получался прочнее. Принцип электросварки, изобретенный Славяновым и запатентованный им как «Способ электрической отливки металлов», в основном применяется и поныне. Сам Славянов испытал свой метод на пермских пушечных заводах, за три года проделав с помощью электросварки более полутора тысяч самых различных работ. Слава Славянова, как всемогущего «исцелителя» разрушенных металлических изделий, разнеслась далеко. Изобретатель построил оригинальный прибор для сварки, названный им электрическим «плавильником». Прибор автоматически поддерживал наивыгоднейший для горения дуги зазор между электродом и изделием. Подобно Бенардосу, Славянов стремился как можно полнее испытать могущество только что родившегося способа электрической обработки металлов. Он ставил широкие опыты и установил пригодность его при проведении различных работ. Следует особо остановиться на одном предложении Славянова, ставшем зародышем бурно расцветшего в наши дни способа сварки металлов под слоем особых порошко* образных веществ — флюсов, издавна применявшихся в металлургии для защиты расплавленного металла от действия воздуха. Славянов указал, что шов будет лучше, если при сварке металлов в качестве флюса использовать шлак. К расплавленному металлу тогда не будет проникать воздух, и Электросварочная установка Славянова. 120
в металле поэтому не смогут появляться губительные для его прочности окислы. В качестве материала для шлака Славянов советовал брать битое стекло, состоящее в основном из окиси кремния. Так в конце XIX века была создана электросварка — новый метод обработки металлов теплом. Однако в царской России электросварка применялась всего лишь на десяти заводах. При советской власти электросварка завоевала самое широкое признание. Достаточно сказать, что в 1940 году наша промышленность по количеству сварочных постов занимала первое место в мире, в СССР уже тогда работало свыше 65 тысяч электросварочных аппаратов. Николай Гаврилович Славянов. Электросварка, это великое изобретение, в наши дни, конечно, не та, какой она вышла из рук Бенардоса и Славянова. Советские инженеры и ученые многими замечательными работами способствовали совершенствованию и расцвету этого метода, сделали возможным применение сварки в самых различных областях народного хозяйства. У нас в СССР возникла сварка на переменном токе. В создании этого способа ведущую роль сыграли труды академиков В. Ф. Миткевича и В. П. Никитина. Сварочные трансформаторы, значительно более простые и дешевые, чем сварочные машины постоянного тока, обеспечили широчайшее применение электросварки в народном хозяйстве. В 1927 году советскому изобретателю Д. А. Дульчев'скому удалось воплотить в жизнь выдвинутый Славяновым принцип защиты дуги, и металла от кислорода воздуха и осуществить сварку под слоем флюса. Новые горизонты открылись перед электросваркой, когда большая группа советских инженеров и ученых, возглавлявшаяся академиком Е. О. Патоном, создала производительные агрегаты для автоматической сварки под слоем флюса. «Сварочные тракторы» — так назвали изобретатели новые аппараты, удивительно удобные и производительные машины. Двигаясь вдоль свариваемого шва, они сами насыпают нужный слой флюса, подают под него проволоку — электрод, поддерживают постоянство дуги. Сварщик же, сидя в отдалении, смотрит на измерительные приборы и в случае надобности поворотом рукояток меняет режим горения дуги, ускоряет или замедляет движение «трактора». Известным специалистом по электросварке академиком В. П. Никитиным предложен совершенно новый способ соединения металлов. Он основан на том, что свариваемые куски и металл, который идет на образование шва, нагреваются отдельно. Обычно оба эти процесса соверша лись за счет тепла дуги, горящей между электродом и изделием. Теперь 121
Высокочастотный нагрев металла. дуга нагревает только изделие, а металл присадки плавится отдельной установкой и в жидком виде разливается на прогретый стык. Новый метод обладает высокой производительностью — в 10—20 раз большею, чем старые способы. Всюду в промышленности работает дуга, изобретенная Василием Петровым. Пламя дуги сращивает металл, помогая строить станки, корабли, самолеты, мосты, здания. Запертая в электромартенах, плавильных печах, она выплавляет лучшие сорта качественных сталей. В особых условиях, в среде высокого давления, дуга помогает получать невиданно высокую температуру— 12000 градусов, вдвое более высокую, чем температура поверхности Солнца! Советский ученый действительный член Академии наук УССР К. К. Хренов изобрел подводную электросварку. Точно волшебное пламя, горит дуга под водой, защищенная от враждебной стихии живучим газовым пузырьком. Устойчивости газового пузырька ученый добился, покрыв электрод специальной обмазкой. Вспомним, что первые опыты сварки и резки металла под водой провел все тот же талантливый русский изобретатель Бенардос. В нашей стране родился новый чудесный вид электронагрева — нагрев без огня, с помощью тока высокой частоты. Советские ученые В. П. Вологдин, Г. И. Бабат и другие были инициаторами внедрения в промышленную технику «быстрых электрических колебаний»: переменного тока с частотой, достигающей нескольких миллионов колебаний в секунду, первое практическое применение которому нашел Александр Степанович Попов — изобретатель радио. Теперь высокочастотные электрические колебания уже не только средство связи. На заводах специальные высокочастотные установки порождают в металлах вихревые токи, греющие и плавящие металл. Помещенный в незримое электромагнитное поле, созданное генератором, металл нагревается поистине без огня. Высокочастотные печи применяются для изготовления качественных сплавов. Высокочастотный нагрев позволил создать новый вид закалки. Вихревые электрические токи быстро прогревают поверхность изделия, оставляя сердцевину его холодной. Закаливаются только верхние слои Советский ученый К. К. Хренов заставил электрическую дугу работать под водой 122
детали, внутренность ее остается мягкой и вязкой. Деталь, одетая точно в броню из закаленной стали, получается более прочной и выносливой, чем закаленная целиком. Все многообразнее и искуснее становятся приемы техники превращения электричества в тепло. ИСТОЧНИК МОГУЧЕЙ СИЛЫ Энергия, заключенная в топливе, мощность рек и водопадов, сила ветра только тогда стали по-настоящему служить человеку, когда он заставил их вращать электрический генератор. Преображенная в электрический ток энергия смогла покинуть место своего рождения и прийти на заводы, фабрики, в дома. Электрический ток, как чудесная кровь, пульсирует в жилах проводов, заставляя работать и могучий блюминг и крошечный настольный вентилятор. Электричество впрягается в тысячетонные поезда, и оно же легкими толчками движет стрелки уличных часов. Непревзойденные по удобству управления электрические моторы, дробящие пришедшую издалека энергию, стали неотъемлемой органической частью современных машин и станков. Генератор тока, трансформатор, линия электропередачи, снова трансформатор и бесчисленная армия электродвигателей — вот замечательная цепь, на которой держится силовое хозяйство современной промышленности и транспорта. * * * Осенью 1838 года прохожие, столпившиеся на набережной Невы, с интересом следили за странной лодкой. На лодке не было гребцов. Были, правда, гребные колеса, но отсутствовала труба, не слышался стук двигателя, не виднелись клубы дыма и пара — обычных спутников паровой машины. Какая-то непонятная сила заставляла вращаться гребные колеса, и лодка с четырнадцатью пассажирами быстро шла против сильного течения. Так сто с лишним лет назад испытывалось первое в мире судно, приводимое в движение электричеством, — «дедушка» современных гигантских электроходов. Лодку с электродвигателем, питаемым батареей гальванических элементов, спроектировал академик Борис Семенович Якоби (1801 — 1874). Он же изобрел в 1834 году электродвигатель, годный для практического применения. В этой работе Б. С. Якоби.опирался на законы электричества, открытые знаменитыми физиками французом А. Ампером и англичанином М. Фарадеем, и, в частности, на закон электромагнитной индукции, открытый Фарадеем в 1831 году. Якоби воспользовался и результатами исследований в области электромагнетизма, проведенных им самим совместно с академиком Э. X. Ленцем. Мы по праву считаем Якоби пионером электроэнергетической техники: своим электроходом он практически использовал способность электрической энергии превращаться в механическую. 123
Электродвигатель Б. С. Якоби. Схема взаимодействия магнита и электрического тока (к закону Ленца). Электродвигатель Якоби открыл новую страницу в развитии техники. Пытаясь построить электродвигатель, многие конструкторы копировали в то время паровую машину. Так поступил, например, англичанин Пэдж, создавший свой двигатель в 1838 году, француз Бурбуз, построивший электродвигатель двумя годами позже. Эти изобретатели заставляли якоря своих машин двигаться под действием электромагнитов возвратно- поступательно (как движется поршень в цилиндре паровой машины): попеременно то в одну, то в другую сторону. Это движение якоря они передавали с помощью кривошипа валу. Якоби пошел другим путем. Решая вопрос об использовании электрической энергии, резко отличной от царившего тогда «его величества пара», Б. С. Якоби отбросил негодные в этом случае старые мерки, старые приемы конструирования и предложил новую схему двигателя. Электромотор Якоби представлял собой конструкцию, состоявшую из вращающегося барабана, на котором по окружности были укреплены электромагниты, и наборов электромагнитов, неподвижно сидящих на станине также по окружности. При включении тока электромагниты — подвижные и неподвижные — притягивались друг к другу. Происходил поворот барабана на небольшой угол. При вращении барабан посредством особого устройства — прообраза современного коллектора — производил переключение тока таким образом, что взаимодействие между полюсами электромагнитов постоянно подталкивало барабан. Электрический двигатель Якоби давал «непосредственное постоянное круговое движение, которое гораздо легче преобразовать в другие движения, чем возвратно-поступательное». Этими словами изобретатель подчеркнул то существенно новое, что было в его двигателе. Исключительно важной особенностью машины Якоби явилось то, что она была ма-шиной с обратимым циклом. Двигатель Якоби мог работать и как генератор, то есть вырабатывать электрический ток, если бы его привели в движение, затратив на это механическую энергию. В 60—70-х годах XIX века Якоби еще более отчетливо и определенно раскрыл перед учеными принцип обратимости. Он заставил одну и ту же электрическую машину попеременно служить то генератором, то электродвигателем. Обоснование важнейшего свойства электрических машин — их обратимость, осуществленная впервые в двигателе Якоби, — вытекало как следствие из обобщенного закона индукции, сформулированного академиком Э. X. Ленцем. Ленц принимал живое участие в работах Якоби над электродвигателем. Они оба деятельно сотрудничали в Комиссии для исследования применения электромагнитов для движения машин. В отчете об их трудах по установлению принципов действия электромагнитных машин и законов электромагнетизма комиссия писала: «...комиссия представляет себе в удовольствие засвидетельствовать, что исследования Якоби и Ленца более и существеннее послужили в объяснении количественных отношений электромагнетизма, нежели другие какие-либо опыты новейшего времени». Имя Бориса Семеновича Якоби мы будем вспоминать еще не раз. В истории электротехники этот выдающийся ученый своими замечательными разносторонними трудами оставил глубокий след. Якоби во- 124
площал в себе не только талантливейшего исследователя, но и крупного инженера-практика и педагога. Основанная им в Кронштадте «школа гальванеров» была одним из первых в мире электротехнических учебных заведений. Академик Э. X. Ленд занимался главным образом теоретическими исследованиями. Величайшее значение в электротехнике имеет установленный им закон, указывающий направление индуктивного тока. Закон Ленца дает возможность электрику, зная направление тока, возникшего в проводнике, и положение этого проводника по отношению к другим, определить, в каком направлении потекут в проводниках индуктированные, наведенные токи. Этот закон, известный каждому школьнику как «правило Ленца», Борис Семенович Якоби. и сейчас служит основой электродинамических расчетов, входит в золотой фонд теоретической электротехники. Ценность этого теоретического вклада Ленца состоит еще и в том, что он впервые установил связь между электромагнитными и электродинамическими явлениями. В этой работе Ленца говорилось: «работа перемещения первого проводника превращается в электрическую энергию во втором проводнике». Эти слова не что иное, как формулировка в применении к электричеству принципа сохранения энергии и превращения одного ее вида в другой. Ленц произнес эти слова во времена, когда некоторые ученые делали из своих опытов заключения, обратные правилу, сформулированному Ленцем. Таков был общий уровень представлений об электричестве. Неудивительно, что закон, дающий соотношение между величиной тока, электродвижущей силой источника тока и сопротивлением проводника, установленный в 1827 году немецким физиком Омом, — знаменитый закон Ома, — долгие годы никак не мог быть понят большинством тогдашних ученых. Ленц и Якоби были в числе первых, кто понял смысл этого открытия и сумел оценить его пользу для науки об электричестве. Силой своего авторитета они помогли разрушить заговор молчания, более десятилетия окружавший труды выдающегося немецкого физика. * * * Крупный шаг в развитии основ электротехники связан с именем великого русского физика Александра Григорьевича Столетова. Прежде чем построить динамо-машину, мотор, электромагнит, трансформатор — словом, любую электрическую машину, содержащую желе- 125
Установка Столетова. При перемене направления тока в первичной обмотке, навитой на кольцеобразный образец, во вторичной обмотке возникает импульс тока, действующий на гальванометр. Это позволяет определить намагниченность образца. зо, инженер на бумаге рассчитывает конструируемые железные сердечники. Чтобы узнать магнитные свойства различных материалов, их испытывают в лабораториях. Исследуя, как растет намагничение контрольного образца по мере усиления магнитного поля, создаваемого обмотками, снимают так называемые кривые намагничения. Все эти расчеты и испытания стали возможными после того, как в 1872 году молодой ученый А. Г. Столетов опубликовал свою диссертацию «Исследование о функции намагничения мягкого железа». Он первый установил зависимость магнитных свойств железа от величины намагничивающего поля. Сам Столетов, понимая все значение своей работы для инженерной практики, писал: «Знание свойств железа относительно временного намагничивания так же необходимо здесь, как необходимо знакомство со свойствами пара для теории паровых машин. Только при таком знании мы получим возможность обсудить a priori (независимо от опыта. — Ред.) наивыгоднейшую конструкцию подобного снаряда и наперед рассчитать его полезное действие». Столетов впервые применил для испытаний магнитных свойств материалов кольцеобразную форму образца. Это помогло ему исключить погрешности, появляющиеся при измерениях образцов, имеющих концы. Метод исследования, примененный Столетовым, сохранился и до наших дней. Работа Столетова по изучению ферромагнетизма протекала в годы, когда нужды электрического освещения настоятельно требовали создания источников тока более мощных, более дешевых и надежных, чем гальванические элементы, служившие до той поры единственными источниками энергии. И как в создание электрических светильников, так и в конструирование необходимого к ним оборудования — генераторов, трансформаторов, коммутаторов, арматуры — русские изобретатели вносили новые технические идеи. Журнал «Русский вестник» в 80-х годах прошлого века писал: «...Наши соотечественники продолжают стоять во главе исследований, направленных к усовершенствованию и упрощению аппаратов для электрического освещения, и с честью подвизаются на этом трудном, но многообразном поприще. Заслуги русских деятелей относительно практических применений электрического тока к освещению в большом размере и упрощения потребных для этого приборов остаются вне всякого сомнения и теперь уже признаны всей Европой». Годы, когда стало распространяться электрическое освещение, ознаменованы замечательнейшими открытиями, изобретениями, усовершенствованиями в производстве электроэнергии и превращении ее в энергию механическую. Правда, конструирование машин, создающих электрический ток, началось сразу же после открытия Фарадеем электромагнитной индукции. В 1832 году первый генератор построил англичанин Пикси. Подобную машину создал и Э. X. Ленц. В этих генераторах использовались постоянные магниты, и назывались они магнитоэлектрическими машинами. Долгое время они не выходили из стен лабораторий — в технике, промышленности для них не находилось применения. Первым серьезным потребителем электрического тока явилась гальванотехника — покрытие одного металла слоем другого при помощи электролиза. Появление галь- 126
ванотехники, а затем дуговых фонарей для маяков дало толчок развитию генераторов. Но и в середине 60-х годов постоянные магниты — тяжелые и громоздкие в больших машинах — считались обязательной принадлежностью каждого генератора. Важной вехой в истории электротехники было появление машины, у которой вместо постоянных магнитов были электромагниты. Ее изобретение связывают с именем англичанина Г. Уайльда. Уайльду, правда, не удалось окончательно освободить генератор от постоянных магнитов. Предложенная им конструкция представляла собой, по существу, две машины. Одна из них, главная, производила ток, направлявшийся к потребителю, вторая, меньшая, служила для выработки тока, питавшего электромагниты главной машины. Эта вторая машина и была оснащена постоянными магнитами. Последний шаг на пути усовершенствования устройства генераторов был сделан почти одновременно изобретателями разных стран. Предложенный ими принцип самовозбуждения основан на очень простой идее: слабого остаточного магнетизма сердечников электромагнитов вполне достаточно для того, чтобы в первый момент при запуске машины получить небольшой ток. Этот ток, попадая в электромагниты, усиливает их действие, и, таким образом, мало-помалу ток, даваемый генератором, растет, пока не достигнет полной силы. Так был обоснован принцип динамо-машины. Воплотить его в жизнь помогло изобретение Зиновия Грамма — столяра французского электротехнического завода «Аллианс». Дело в том, что попытки применить принцип самовозбуждения к машинам старых конструкций оказались неудачными: быстрая смена направления токов в якорях сильно нагревала железо. В якоре, предложенном Граммом, положительный и отрицательный полюса не менялись местами. Машина Грамма дала толчок развитию многих отраслей электротехники. В конструировании генераторов принимали деятельное участие и русские электротехники. Яблочков сконструировал несколько типов динамо- машин, среди которых важное место занимает его альтернатор — одна из первых и наиболее удачных машин этого типа. Альтернаторы — машины, вырабатывающие переменный ток, стали впоследствии основой промышленной электротехники. Д. Лачинов, А. Полешко, М. Доливо-Доброволь- ский также работали над совершенствованием генераторов. Крупный успех в области электротехники сильных токов был достигнут инженером В. Н. Чиколевым. В 1872 году Чиколев установил электродвигатель на швейной машине, то есть осуществил индивидуальный электропривод к станку. Эта электрифицированная швейная машина экспонировалась на Всероссийской политехнической выставке в Москве в 1872 году и привлекла к себе большое внимание. Изобретателю — пионеру использования силы электричества для привода машин — была присуждена Большая золотая медаль. Значение этого выдающегося технического новшества с огромной силой раскрылось в наши дни. Индивидуальный электропривод — самый совершенный способ использования электрического двигателя. Электропривод позволил впоследствии освободить цехи заводов от бесчисленных приводных ремней и трансмиссий, с помощью которых 127
Михаил Осипович Долыво- Добровольский. раньше передавалась механическая энергия от центральной паровой машины к станкам и механизмам. Чи- колев понял, что новую силу надо использовать по-новому, что надо заменить механическую передачу — ремни и трансмиссии — электрическими проводами, протянутыми к электродвигателям станков. В 70—80-х годах XIX века продолжалось и усовершенствование электродвигателя. Несмотря на многочисленность конструкций электродвигателей, появившихся в эти десятилетия, все они были основаны на том самом принципе, который предложил Б. С. Якоби. В 1889 году сербский физик Николай Тесла сделал изобретение, наметившее сдвиг в области конструирования электрических двигателей,— он предложил систему двухфазного переменного тока. А в 1890 году произошло событие, совершившее переворот в технике переменных токов. Русский инженер Михаил Осипович Доливо-Добровольский (1862—1919) изобрел новую систему электрического тока — трехфазный переменный ток — и сконструировал для него специальный трансформатор и совершенно новый электродвигатель — трехфазный асинхронный мотор, несравненно более простой и удобный, чем двигатель постоянного тока. Генератор трехфазного переменного тока, построенный Доливо- Добровольским также в 1890 году, представлял собой, по сути, три электрические машины, сидящие на одном валу и имеющие общий статор. Обмотки этих машин были сдвинуты относительно друг друга на одну треть окружности, на 120 градусов. Поэтому токи, уходившие от альтернатора по трем проводам, гакже были «смещены» на 120 градусов. Это значит, что когда в одном из проводов напряжение возрастало в положительную сторону, в другом оно падало, а в третьем росло в отрицательную сторону. Создав работающий на этом токе трехфазный асинхронный двигатель, изобретатель необыкновенно выгодно и гениально просто использовал особенности трехфазного тока. Такой двигатель имеет три обмотки. Питаемые трехфазным током, они создают в пространстве, обхватывающем ротор, вращающееся поле, которое увлекает с собой в движение и сам ротор. Вращение магнитного поля, достигавшееся ранее с помощью сложной системы переключений, рождалось в двигателе русского изобретателя само собой, в силу природы трехфазного тока. Так появился на свете двигатель трехфазного тока, родоначальник бесчисленной армии электромашин, составляющих «мускулатуру» Ротор трехфазного асинхронного двигателя Доливо-Добро- вольского. 128
А. С. Попов демонстрирует адмиралу С. О. Макарову свою радиоустановку.
современной промышленности. С появлением этого изобретения электросиловая техника получила все для своего расцвета. Выносливые, неприхотливые, простые и надежные моторы трехфазного тока стали технической основой электрификации промышленности. Основной тип электродвигателя был создан. Но развитие техники требовало генераторов и двигателей со специальными качествами. И в эту область сделали свой вклад электротехники. Уже в 1912 году русский инженер, впоследствии член-корреспондент Академии наук, В. П. Вологдин, О плодотворной деятель- Трехфазный асинхрон- НОСТИ КОТОРОГО В области ТОКОВ ВЫСОКОЙ часто- ный двигатель Доливо- ты мы уже говорили, создает альтернатор Добровольского. высокой частоты, пришедший на смену катушкам Румкорфа. Это изобретение способствовало расцвету радиотехники, так как позволило отказаться от «искровых» радиопередатчиков — маломощных и неустойчивых в работе. Неустанно совершенствовались и формы использования электропривода. Электрический двигатель стал завоевывать не только промышленность, но и транспорт. Одна за другой предлагались конструкции электрических экипажей и лодок — потомков той, на которой Б. С. Якоби плавал по Неве. Об истории проникновения электричества на транспорт рассказывается в главе «Новаторы транспорта». Здесь мы остановимся только на одном из событий в этой истории. В 1903—1904 годах русскими инженерами были построены электроходы «Сармат» и «Вандал». Дизели этих судов, вращая динамо-машины, передавали посредством тока свою мощность электромоторам, соединенным с валами гребных винтов. Электроходы находят все большее распространение в наши дни, — они более маневренны и удобны в управлении, чем прочие суда. В подводном флоте принцип электродвижения существует почти в том же виде, в каком он вышел из рук Якоби. Для движения подводной лодки не найти лучшего двигателя, чем электромотор, питаемый батареей аккумуляторов: он не выделяет газов и не потребляет воздуха. Блестящих успехов достигла советская электроэнергетика. В нашей стране электричество давно уже стало главной силой, двигающей станки и машины заводов, фабрик, рудников и строек. Успешно работает первая в мире промышленная электростанция на атомной энергии. Скоро завершатся стройки величайших гидроэлектростанций, которые дадут нашей промышленности и сельскому хозяйству огромное количество электроэнергии. ЭНЕРГИЯ ПРЕОДОЛЕВАЕТ ПРОСТРАНСТВО Электрический ток, рожденный на дальних электростанциях, несет нам по висячим магистралям проводов свет, тепло, механическую силу. Замечательные путешествия электрической энергии вошли в повседнев- 9 Рассказы 129
ность. Теперь они никого не удивляют. Но много лет упорного и напряженного труда было затрачено электротехниками, прежде чем удалось заставить электроэнергию преодолевать пространство. В решение этой сложнейшей электротехнической задачи крупнейший вклад внесли русские ученые. Они осуществили смелые опыты передачи электроэнергии на большое расстояние. Они создали систему электрической передачи, которая оказалась наиболее экономичной и совершенной; она повсеместно применяется и поныне. В их теоретических трудах находят опору проектировщики энергомагистралей завтрашнего дня. Одним из электриков, доказавших возможность передачи электроэнергии-на расстояние, был изобретатель Ф. А. Пироцкий (1845—1893), построивший в Петербурге в 1874—1875 годах опытную электропередачу длиной в 1 километр. Пироцкий энергично пропагандировал идею электрической передачи. В статье «О передаче работы воды, как движителя, на всякое расстояние посредством гальванического тока», напечатанной после его опытов, он писал: «В виду громадных издержек, необходимых на содержание паровых движителей больших заводов и фабрик, нам пришла мысль о возможности передачи работы воды, как самого дешевого движителя, на известное расстояние посредством гальванического тока, полученного какою-либо динамомашиною». Изобретатель-патриот мечтал о благе своей родины. «У нас в России, — писал он, — передача работы может иметь огромное применение, в чем нетрудно убедиться, взглянув на карту». Нужно использовать дешевую энергию рек, призывал новатор, заставить водяные турбины отдавать свою мощь генераторам тока, передавать эту энергию на далекие расстояния заводам и фабрикам. Пироцкий упорно проводил расчеты электропередачи и в 80-х годах поставил новые опыты. Еще в пору первых опытов Пироцкого П. Н. Яблочков, работая над освещением улицы Оперы в Париже в 1876 году, создал линию электрической передачи длиной в 1 километр. По этой линии, предназначенной уже не для опытов, а для повседневной эксплуатации, передавался ток нормального напряжения. Таким образом, великий электротехник занимался и устройством электропередачи на сравнительно большое расстояние, имевшей практическое значение. Яблочков подчеркивал необходимость централизованного производства электричества и распределения его по сети между многочисленными потребителями. Этот принцип, ныне лежащий в основе производства и потребления электроэнергии во всем мире, смог быть воплощен в жизнь только после того, как электротехника овладела способом удобно и экономично передавать электроэнергию на большие расстояния. электропередачи Пироцкого. 130
Дмитрий Александрович Лачинов. В 1882 году центральную электростанцию построил и Эдисон. Его электростанция производила постоянный ток, и поэтому радиус ее действия был меньше 1 километра. Опыты Пироцкого и работы Яблочкова еще не могли разрешить противоречия, назревшего в последней четверти XIX века в электротехнике: производство электроэнергии в больших количествах столкнулось с неумением передавать ее на далекие расстояния, туда, где в ней была нужда. Заставить электричество преодолевать пространство было труднейшей задачей. Часть электрической энергии при передаче по проводам теряется, расходуется на нагревание проводников. И чем сильнее ток, тем больше такие потери. Потери можно несколько уменьшить, увеличивая сечение проводов, сокращая тем их сопротивление. Однако, идя таким путем, нельзя разрешить проблему экономичности передач большой мощности. В 1880 году в русском журнале «Электричество», одном из старейших в мире электрических журналов, Дмитрий Александрович Лачинов (1842—1902) указал замечательный путь для разрешения возникшего перед техникой противоречия: Лачинов предложил пользоваться для передачи токами высокого напряжения. Способ Лачинова мог быть успешно воплощен в практику-при условии применения переменного тока и трансформаторов. Трансформаторы, повышая напряжение тока в начале линии передачи и понижая его в конце, позволили бы избежать больших потерь на нагревание проводов. Мы уже знаем — при создании системы «дробления света» П Н. Яблочков использовал прибор, который явился прообразом трансформатора. Несколько лет спустя, в 1882 году, Иван Филиппович Усагии — лаборант Столетова, человек, вышедший из народа и благодаря своим выдающимся способностям поднявшийся до вершин науки, — применил трансформатор для освещения электротехнического павильона Всероссийской промышленно-художественной выставки в Москве. Председатель жюри выставки великий ученый К. А. Тимирязев подписал Усагииу особый диплом: «За успешные опыты электрического освещения через посредство отдельной индукции и в поощрение дальнейшей разработки этой методы». Позже Усагин получил также диплом «За открытие трансформации токов». В 1884 году в Италии на выставке в Турине демонстрировался трансформатор Голларда и Гиббса. Изобретателем был Голлард, который из-за отсутствия средств для создания машины пригласил в компанию банкира Гиббса. Более совершенную конструкцию трансфор- Титульный лист журнала «Электричество». X* 1882 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ЖУРНАЛЪ И1Д.А1АСМЫ0 V) «ТДЪЛаМЪ ЮШЕШОРСЩО РИШГО ТШГГЕСШ 0ЩЕО1А JC pranm> ПлитЕлОмнскля № { Журшь ксщдодмршпньащктриячщ ва адиг» Д* ШХЬЯСЧ*ЛСи\Ь 1ИСТЮ 9* 131
матора создали вскоре венгерские инженеры — Циперновский, Дери в Блати. В их машине были применены железные сердечники, повышающие ее коэффициент полезного действия. Так подготавливалось создание одного из звеньев электропередачи. По пути повышения напряжения пошел французский электротехник Депре, который осенью 1882 п> да провел электропередачу длиной в 57 километров. Но Депре передавал постоянный ток. Соединив не- N сколько динамо-машин в единую сложную систему, Депре получил ток с напряжением в 2 тысячи вольт при общей мощности в 2 лошадиные силы. Потери в линии Депре были до- Иван Филиппович Усагин вольно большими: к потребителю пришла только одна пятая часть отправленной энергии. Живейший интерес к передаче электроэнергии на дальние расстояния проявили Маркс и Энгельс. Уз'нав об опытах Депре и отмечая, что создание дальней электропередачи находится еще в зародыше, Энгельс тем не менее подчеркивал, что это открытие окончательно освобождает промышленность почти от всяких границ, полагаемых местными усло- виями, делает возможным использование также и самой отдаленной водной энергии, и если вначале оно будет полезно только для городов, то в конце концов оно станет самым мощным рычагом для устранения противоположности между городом и деревней. Благодаря этому производительные силы настолько вырастут, что управление ими будет все более и более не под силу буржуазии. Однако, несмотря на успешные опыты, передачи электроэнергии на дальние расстояния все еще не могли войти в жизнь, так как переменный ток нужен был только для электрического освещения. В силовой же энергетике переменный ток не применялся: двигателя, могущего как следует использовать этот ток, не было. Пытаясь же передать на большее расстояние постоянный ток, который господствовал тогда в промышленности, конструкторы передач останавливались перед неразрешимой в те времена задачей. Нужно было получить постоянный ток высокого напряжения, чтобы уменьшить потери энергии на линии передачи. И вот в эти годы исканий и разочарований русский инженер М. О. Доливо-Добровольский создает новый электродвигатель — трехфазный асинхронный двигатель, работающий на переменном токе, значительно более простой, надежный и экономичный, чем двигатели постоянного тока. Это событие большой исторической важности, как мы уже знаем, произошло в 1890 году. Оно способствовало окончательному решению проблемы электропередачи. Техника переменного тока уже располагала в то время альтернаторами, значительно более удобными, чем динамо-машины постоянного то- 132
ка, и трансформаторами, обеспечивающими экономичность передачи; переменный ток постепенно начинает завоевывать господство в электроэнергетике. В 1891 году заработала электропередача, спроектированная и построенная Доливо-Добровольским. Линия электропередачи протянулась на 170 километров между Лауфеном и Франкфуртом. Альтернаторы лауфеновской гидростанции производили трехфазный переменный ток. Затем трансформаторы повышали напряжение тока до 25 тысяч вольт. Ток пробегал 170 километров по трехпро- водной линии. Во Франкфурте ток попадал в другой трансформатор, понижавший его напряжение до 65 вольт. Преображенный ток вращал асинхронные моторы системы Доливо- Добровольского и вспыхивал в электрических лампочках. Инженерное руководство всем строительством электропередачи осуществлялось русскими специалистами, в том числе и Р. Э. Классоном, известным инженером, построившим первые русские электростанции в Петербурге, Москве и Баку. По линии передавался ток мощностью в 300 лошадиных сил, только одна пятая мощности терялась. Вспомним, что в передаче Депре соотношение было как раз обратным. Успех передачи Доливо-Добровольского окончательно разбил все скептические утверждения противников переменного тока: электротехнику не удалось сбить с единственно правильного пути. Техника переменного трехфазного тока стремительно развивалась. Наша отечественная электротехника показала пример внедрения трехфазного тока в промышленность для постоянной, нормальной эксплуатации. В начале 90-х годов, вскоре после создания знаменитой лауфеновской передачи, известные русские электротехники В. Н. Чиколев и Р. Э. Классон предложили электрифицировать на основе применения трехфазного тока Охтенский завод в Петербурге. На реке Охте предполагалось создать центральную гидроэлектростанцию и питать вырабатываемой энергией как двигатели, приводящие в действие машины завода, так и систему электрического освещения предприятия. Словом, производство электрифицировалось примерно в том же объеме, в каком электрифицированы современные предприятия. Проекты Чиколева и Классона были грандиозным для тех времен обобщением всех успехов электротехники. Авторы проектов попутно разрешили многочисленные теоретические и практические трудности, встававшие при создании промышленной энергетической системы. Так, при создании Охтенской энергосистемы Р. Э. Классон доказал важность заземления корпусов электрическрж машин как необходимого условия безопасного обращения с ними. Большое значение имело сочетание силовой и осветительной нагрузок станции. Классон разработал систему включения машин; успешно были решены и другие специальные вопросы. Охтенскую «электрическую передачу силы трехфазным током», вступившую в строй в 1896 году, справедливо считают образцом централизации производства электроэнергии на основе трехфазного тока. 133
Прошли немногие годы, и трехфазный переменный ток побежал по линиям электропередач, питая тысячи электродвигателей на заводах и фабриках, миллионы электрических ламп, огромные электропечи. Постоянный же ток остался монополистом только в некоторых областях — в электрохимии, электрометаллургии, в подводном флоте, в городском и железнодорожном транспорте. В Советской стране электроэнергетика достигла подлинного расцвета. Невиданно быстрыми темпами растет производство электроэнергии, энерговооруженность промышленности, транспорта и сельского хозяйства, длина электропередач. Задачи дальнейшего развития индустриальной мощи нашей страны выдвинули перед советскими энергетиками ряд сложнейших проблем. Среди них важное место занимает проблема передачи электрической энергии на сверхдальние расстояния. При решении этой задачи советские энергетики обращаются к применению токов очень высоких напряжений. И здесь им есть что почерпнуть в прошлом нашей электротехники: опытная линия трехфазного тока сверхвысокого напряжения — в полмиллиона вольт —: для изучения проблемы дальней передачи была построена у нас в стране известным советским ученым академиком А. А. Чернышевым. Протяженность электропередач будет расти все более и более. Но еще в 1919 году М. О. Доливо-Добровольский указывал, что протяженность электропередач переменного тока не может расти беспредельно. Очень длинные линии станут электрически неустойчивыми и не смогут пропускать ток большой мощности. Причина в том, что каждый проводник обладает электрической емкостью и самоиндукцией. Переменный ток не безразличен к этим свойствам проводника. Они производят в токе изменения, которые уменьшают его мощность. У проводов сверхдальних передач эти свойства проявляются настолько сильно, что на конце линии мощность тока оказывается ничтожной. Передача электроэнергии постоянным током От генератора перемен и линию передачи ток поступает в инвертор, понижающий ^ft/Hem*»* ***<< 134
Предвидя возможность таких затруднений, Доливо-Добровольский наметил и путь к их преодолению. Он говорил, что переменный ток надо будет сохранить только в месте потребления и производства электроэнергии, в линиях же сверхдальних передач нужно использовать постоянный ток. Для постоянного тока проблемы электрической устойчивости не существует, и к тому же постоянный ток обладает меньшим пробивным действием, чем равный ему по напряжению переменный, — это облегчает изолирование линий. Можно даже будет пользоваться подземным кабелем. В наше время предвидения талантливого русского изобретателя оправдались. Все средства, необходимые для сверхдальних передач, теперь есть. Техника создает мощные и надежные выпрямители, с помощью которых можно преобразовать переменный ток в постоянный. Есть устройства и прямо противоположного назначения: для преобразования постоянного тока в переменный. Основа этих аппаратов — явление газового разряда. Работа мощной сверхдальней передачи будет происходить так. Переменный ток, выработанный генераторами электростанций, пройдя трансформаторы, повышающие его напряжение, будет направляться в выпрямители. Они превратят его в постоянный ток, сохранив высокое напряжение, приобретенное током в трансформаторах. Постоянный ток устремится по линии электропередачи. У места потребления ток встречают инверторы. В этих аппаратах происходит обратное превращение: ток постоянный становится вновь переменным. Затем следуют трансформаторы, теперь уже понижающие напряжение тока. И, наконец, ток идет к электродвигателям, лампам, печам и т. д. Так рождаются проекты замечательных линий электроэнергетики будущего. Цепь электропередачи приобретает два новых звена: выпрямитель в начале линии, на электростанции, и преобразователь в конце, перед понижающим трансформатором. 135
Советская страна уже в первые годы своего существования показала образцы умелого использования электротехники в интересах народа, в интересах социалистического строительства. Разработанный по начертаниям великого Ленина знаменитый план ГОЭЛРО, явившийся первым в истории человечества планом перестройки народного хозяйства целой страны на основе электрификации, в своей технической части представлял выдающееся достижение науки. Советские электротехники во главе с академиком Г. М. Кржижановским уже тогда заявили о себе как новаторы исключительной смелости и широты размаха. Ныне советские ученые и инженеры проектируют и строят электропередачи, величайшие в мире и по длине и по мощности. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО - ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЕЩЕСТВА Атомы и молекулы, в целом нейтральные, состоят, как мы знаем, из электрически заряженных частиц — электронов, несущих отрицательный заряд, и ядер — носителей положительного заряда. Электрические свойства частей атома позволяют разлагать и синтезировать вещество с помощью электричества. Само электричество может рождаться в результате химических реакций. Многие области электротехники — техника гальванических элементов и электрических аккумуляторов, электрометаллургия цветных металлов и сплавов, электрохимия, электротехно- логия — основываются на использовании электрических свойств вещества. Возникновению и становлению этих областей применения электричества способствовала целая плеяда исследователей. Гениальный Ломоносов считал, что «без химии путь к познанию истинной причины электричества закрыт». В этих словах заложена плодотворная мысль об электрической природе вещества. В начале XIX века сродство химических реакций и электрических процессов показали в своих опытах англичане Никольсон и Карлейль, у нас в России — В. Петров. С помощью электрического тока они разложили воду на ее составные части — кислород и водород. Это был электролиз — ныне основа электрохимии. Кстати сказать, и электрический ток, которым пользовались ученые, был порожден химической реакцией, протекавшей в столбах из металлических кружков, переслоенных кружочками сукна, смоченными кислотой. Свои опыты Петров описал в вышедшей в 1801 году книжке «Собрание физико-химических новых опытов Василия Петрова...» Через год после этого, открыв электрическую дугу, Петров отмечал не только ее светоносность и теплотворность, но и ее химическое действие. «...При употреблении огромной батареи, пытал я, — пишет он, — превращать... оксиды (окислы. — Ред.) в металлический вид; следствия же сих опытов были такие, - что упомянутые оксиды... иногда с пламенем принимали настоящий металлический вид...» Применение электролиза и электрической дуги стало в дальнейшем основой электрометаллургии. Дуга может действовать на вещество по- разному: в одних случаях она только расплавляет его, в других — вносит 136
в металлургический процесс не только тепло, но и свое электрическое действие—она разлагает вещество. Это подметил и сам Петров, говоря, «что сим пламенем возможно... плавить металлы и исследовать химизм многочисленных тел». В 1803 году В. В. Петров сделал еще одно открытие, имевшее громадные последствия. Он обнаружил, что электрическая искра заставляет соединяться кислород и азот воздуха — таким образом рождается окись азота. Это явление привлекло к себе внимание и другого выдающегося деятеля русской науки — Василия Назаровича Каразина (1773—1842), известного просветителя, основателя Харьковского университета. В 1809 Василий Назарович Каразин. году Каразин предложил способ получения селитры из воздуха с помощью электрического разряда. При электрическом разряде, говорил он, кислород и азот воздуха соединяются, давая окись азота — исходный продукт для получения азотной кислоты, а следовательно, и селитры. Стремясь найти для производства «селитры из воздуха» мощный и дешевый источник тока, Каразин предложил добывать электричество из верхних слоев атмосферы. Он даже проектировал специальный «электроатмосферический снаряд» — воздушный шар, усаженный металлическими остриями. Несколько десятилетий спустя мысль о том, чтобы связывать атмосферный азот с помощью электричества, была применена на практике. Химики стали получать азотную кислоту, «сжигая» воздух в пламени электрической дуги. В те же годы новый шаг в учении об электричестве как преобразователе вещества сделал крупный ученый, профессор Юрьевского университета Ф. Гротгус. В 1805 году он опубликовал свою теорию электролиза, этого только что открытого и загадочного еще явления. Гротгус писал, что наимельчайшие частицы каждого сложного вещества содержат в себе и отрицательные и положительные заряды. Под действием электрических сил эти частицы в растворе расщепляются на разноименно заряженные доли — ионы, если пользоваться современной терминологией. Ионы металлов всегда заряжены положительно', ионы кислотных или щелочных остатков — отрицательно. Повинуясь электрическим силам, положительные ионы устремляются к катоду, отрицательные — к аноду. В наши дни теория электролиза разработана подробнее и глубже, но основой ее по-прежнему служит положение о движении ионов, о котором прозорливо писал Гротгус. Замечательное открытие в области взаимодействия электричества и вещества сделал в 1807 году московский профессор Рейсе. Он устано- 137
вил, что электрический ток способен приводить в движение частички, взвешенные в растворах, — под его действием эти частички устремляются от одного электрода, опущенного в ванну, к другому. Это явление электрофореза теперь широко используют в технике: например, получают на керамических заводах массу для производства фарфора, с помощью электричества быстро отбирая из взвеси мельчайшие частицы глины. Новое слово в использовании электричества как преобразователя вещества сказал Борис Семенович Якоби. В 1836 году, во время работы над своей электрической лодкой, Якоби сделал крупнейшее изобретение. Разлагая электричеством растворы солей металлов, Якоби заставил отлагаться слой одного металла на другом. Видоизменив свой опыт, Якоби взял в качестве электрода медную пластинку, на которой была выгравирована его фамилия. Отделив в конце эксперимента наращенный слой, изобретатель получил металлический отпечаток надписи — точнейшим образом выполненный штемпель, матрицу. Смазав ее краской и приложив к листу бумаги, Якоби оттиснул на нем свою фамилию. Это было рождение гальванотипии, одного из важнейших разделов гальванопластики. Понимая всю важность своего открытия, Якоби писал: «Можно приготовлять медные матки для одинаковых литер или для цельных стереотипных досок через непосредственное осаждение меди на типографский набор». Изобретение Якоби было высоко оценено. В 1840 году Российская Академия наук удостоила его Демидовской премии. В этом же году неутомимый борец за процветание отечественной промышленности Якоби издает свой труд «Гальванопластика», популярно написанный и обращенный к широким слоям? русских техников. В названии этой новой отрасли техники запечатлено глубокое уважение ее творца к знаменитому итальянскому ученому Гальвани — одному из основоположников науки об электричестве. Способ Якоби вскоре нашел применение в различных производствах. На Васильевском острове в Петербурге возникло целое предприятие, где гальванопластическим способом под руководством самого Якоби изготовлялись металлические барельефы и покрывались металлом статуи для величественного Исаакиевского собора. Эрмитаж и Зимний дворец также были украшены гальванопластическими изделиями. Сверкающая золотом глава Исаакиевского собора и прославленная Адмиралтейская игла были покрыты благородным металлом тоже по способу Якоби. Гальванопластика вытеснила старый способ «огненного» золочения и серебрения. Огромную роль сыграла гальванопластика и в развитии книгопечатания. Она дала возможность наносить износостойкий металл хром на типографский набор и тем увеличить число получаемых оттисков. С помощью гальванопластики в типографиях готовятся формы для печатания иллюстраций, репродукций. Оценивая значение гальванопластики, уверенно завоевывавшей место в промышленности, Русское техническое общество, празднуя в 1888 году 50-летие этого изобретения Б. С. Якоби, писало: «В истории образованности открытие гальванопластики должно быть приравнено по своему значению к открытию книгопечатания». 138
Область применения гальванопластики все больше и больше расширялась, К ней стали прибегать для покрытия металлических изделий слоем стойкого против коррозии металла. Появилось никелирование, хромирование, кадмирование. Везде, где требовалось получить твердую и прочную копию, призывали на помощь гальванопластику. Впоследствии ею стали пользоваться при производстве граммофонных пластинок, воспроизводя на металле матриц копии с тончайших узоров, процарапанных сапфировым резцом на носке. Открытие Б. С. Якоби гальванопластики, как и другие его труды в науке и технике, получило полное признание современников. Крупнейшие ученые Фарадей, Гумбольдт, Берцелиус и другие деятели науки горячо откликались на успехи русского ученого. М. Фарадей, отвечая на письмо Б. С. Якоби, в котором были присланы гальванопластические копии надписи «Фарадею от Якоби с приветствием», писал: «Меня так сильно заинтересовало Ваше письмо и те большие результаты, о которых Вы даете мне такой обстоятельный отчет, что я перевел его и передал почти целиком издателям Philosophilcal Magazine в надежде, что они признают эти новости важными для своих читателей. Я уверен, что этим не огорчил Вас; я именно желал, чтобы, подобно мне, и другие знали о достигнутых Вами результатах. Буду питать надежду, что тем или иным путем вновь услышу, по возможности в непродолжительном времени, о дальнейших результатах Ваших трудов, особенно по части применения к механическим целям, и я душевнейшим образом желаю, чтобы Ваши большие труды получили высокую награду, которой они заслуживают... И те пластинки, которые Вы мне прислали, не только мне приятны и лестны, но и сами по себе обе прекрасны в теоретическом и практическом отношениях, и все, кто бы их здесь ни видел, восхищаются ими». Электрохимические реакции положил в основу одного из своих интереснейших изобретений и П. Н. Яблочков. 0_н поставил перед собой сложную задачу: превратить энергию топлива сразу, непосредственно, в электрический ток, обойтись без посредников — паровой машины и генератора. Осуществляя эту заманчивую идею, Яблочков проделал множество опытов, сложных и опасных. Во время одного из них произошел взрыв. Изобретатель чудом спасся. Но реальность замысла самоотверженного изобретателя была доказана. Он создал целую серию так называемых гальванических элементов горения, в которых энергия топлива прямо превращалась в электрическую. Один из генераторов этого типа представлял собой паровой котел, сообщающийся с огнеупорным цилиндром, наполненным раскаленным углем. Водяной пар обтекал уголь. В результате реакции разложения пара уголь приобретал положительный заряд, а образовавшиеся газы и остатки иеразложившегося пара — отрицательный, который передавался стенкам огнеупорного цилиндра. Как видно, в гальваническом элементе горения Яблочкова использовалась способность веществ порождать при взаимодействии электричество. На этой основе действуют все гальванические элементы. Но Яблочков правильно рассудил, что увеличение энергии, происходящее при таком взаимодействии, например, в процессе горения, приведет Гальванопластическая ванна Якоби. Чертеж электрохимического генератора, сделанный Яблочковым. 139
к увеличению отдачи электричества. Один из созданных Яблочковым генераторов, потреблявший в качестве топлива кокс, вырабатывал электрический ток мощностью в 40 лошадиных сил. Современники не оценили должным образом последней работы Яблочкова, настолько он опередил свое время. В наши дни техника вновь занялась проблемой создания электрохимического генератора. Только теперь можем мы оценить значение трудов русского исследователя в этой области. Решение проблемы превращения энергии топлива сразу в электрическую значительно упростит *и удешевит получение электроэнергии. Ведь паровые двигатели, при посредстве которых на электростанциях энергия топлива превращается в электроэнергию, очень неэкономичны. Важная отрасль электротехники — электрометаллургия стала все больше и больше применяться в промышленности в последней четверти прошлого века по мере роста выработки электроэнергии. Ее первые практические шаги связаны с именами многих изобретателей, действовавших в разных странах. Из русских изобретателей всецело посвятил себя электрометаллургии Лодыгин, который после создания лампы накаливания сделал в этой области крупные изобретения. Неутомимый новатор трудился до конца своих дней. Последней его работой был проект электрической печи для получения фосфора и аморфного кремния. Ныне в некоторых отраслях металлургии электрический способ является основным способом производства. Яркий пример — получение алюминия. Этот металл сейчас один из наиболее распространенных. А когда-то алюминий был дороже серебра! Атомы алюминия в окиси его так прочно сцеплены с атомами кислорода, что восстановить алюминий химическим путем очень хлопотно и дорого, так как нужны редкие и дорогие вещества — восстановители. Поэтому, когда известны были только химические способы получения алюминия, его добывали лишь в лабораториях, да и то в ничтожных количествах. Своим широким распространением этот металл целиком обязан электричеству. Молекула окиси алюминия без труда «разрывается» электрическими силами, и получение этого металла перестало быть теперь трудным и дорогим. Используются электрические методы и при получении других цветных и редких металлов. Советские ученые обогатили технику новыми интересными изобретениями в области применения электричества в технологии. Советские ученые Б. Р. и Н. И. Лазаренко заставили электрическую искру обрабатывать металл. В этом способе используется электрическая природа вещества. Когда между двумя электродами проскакивают искры, то положительный электрод начинает разрушаться. От него при каждом перескоке искры отрывается крошечная частица металла. Искры как бы грызут -металл. Это электроэрозия. Искре не может противостоять никакой, даже самый твердый сплав. В электроискровых станках, сконструированных изобретателями Лазаренко, деталь присоединена к одному полюсу установки, производящей электрические искры, а к другому — электрод соответствующей формы, заменяющий сверло, резцы, фрезы. Взяв в качестве инструмента медный стержень определенного сечения, в деталях даже из 140
весьма крепких сплавов можно проделывать отверстия самой замысловатой формы — шестигранные, овальные и т. д. Новые станки обрабатывают детали быстрее, чем обычные На наших заводах для шлифовки и полировки изделий применяются электрохимические методы. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И УПРАВЛЕНИЕ Как привычны нашему глазу бесконечные вереницы телеграфных столбов, уходящих за горизонт' Телеграфные линии пересекают страны, континенты; телеграфные кабели змеятся под водами океанов, от одного материка к другому. Побеждая пространство и время, электрические сигналы мчатся по проводам и кабелям. Еще более чудесное средство связи — радио. Эта газета без бумаги и без расстояний для миллионов читателей, как назвал радио В. И. Ленин, прочно вошла в нашу жизнь. Но электричество не только средство связи. Оно основа телемеханики — науки об управлении на расстоянии, автоматики — области «умных», самостоятельных машин. Электроискровой станок. Искры, образующиеся между колеблющимся электродом и изделием, прогрызают металл. В 1812 году глубокие воды Невы были сотрясены глухими раскатами взрывов. Каждому взрыву в подводной глубине предшествовало легкое нажатие пальцев на рычажок аппарата, стоящего на берегу. Это электротехник-изобретатель Павел Львович Шиллинг (1786—1837) проводил опыт взрывания подводных мин на расстоянии. Электрический ток возникал при замыкании в цепи, соединявшей расположенные на берегу батареи со скрытыми под водой минами. Ток воспламенял порох мин с помощью небольшой электрической дуги, которая вспыхивала между двумя углями, находившимися в толще заряда. Опыт Шиллинга, в котором электрический ток использовался как средство управления, был, по сути дела, одним из первых проявлений телемеханики.- В то же время этот опыт был и опытом передачи тока на сравнительно большое расстояние под водой. Подводивший ток к скрытым в глубине реки минам «электрический проводник» Шиллинга с изоляцией из каучука и лаковой* мастики был прообразом современных кабелей. Испытание подрывной системы Шиллинга прошло успешно. Оно показало плодотворность идеи использования электричества как средства, помогающего преодолевать пространство. Это окрылило изобретателя, и он поставил перед собой цель — заставить электричество служить средством связи. К 1832 году он создает электромагнитный телеграф. В основу своего изобретения П. Л. Шиллинг положил явление взаимодействия проводника с током и магнита, открытое датским физиком Эрстедом. Приемный аппарат Шиллинга состоял из шести магнитных стрелок, к которым были прикреплены кружки — белые с одной и черные 141
Ф1Ш Электромагнитный телеграф Шиллинга, передававший буквы комбинацией различным образом повернутых кружков. с другой стороны. Нажатием клавишей Передающего аппарата можно было ставить кружки в различные положения и, пользуясь условными комбинациями их, передавать весь алфавит. Аппарат Шиллинга был применен для связи между Зимним дворцом и зданием министерства путей сообщения. Несмотря на полный успех телеграфа, правительство Николая I отнеслось равнодушно к выдающемуся изобретению. Зато живейший интерес к телеграфу был проявлен за границей. Уже в 1834 году профессор Гейдельбергского университета Георг Мунке, которого Шиллинг сам ознакомил с изобретением, часто демонстрировал русский аппарат на лекциях. Спустя еще два года — в 1836 году — опыты с электромагнитным телеграфом начал проводить англичанин Кук. Он намеревался применить его на железных дорогах. Позже он пригласил себе в сотрудники профессора Уитстона и вместе с ним в 1837 году получил патент на конструкцию телеграфа. В том же году из Лондона в Петербург прибыло письмо, в котором говорилось: «Здесь есть новое изобретение, обещающее сделаться весьма важным. Оно состоит в приложении электричества к действию телеграфа». И далее: «Г-н Кук, сделавший это важное открытие, желал бы предложить его российскому Правительству, но прежде желал бы знать: сколько бы согласилось российское правительство дать за то...» Тогдашний министр путей сообщения граф Клейнмихель, которому передано было это письмо, распорядился начать с Куком переговоры. Однако двухлетняя переписка с английским изобретателем закончилась ничем. Павел Львович Шиллинг всю жизнь работал над усовершенствованием своего аппарата. В 1836 году он построил отлично действовавшую подводную телеграфную линию, то есть заставил работать телеграф в наиболее трудных условиях. Смерть застала изобретателя за прокладкой телеграфной линии между Петербургом и Кронштадтом. В эти же годы усиленно занимался конструированием телеграфных аппаратов и линий профессор Мюнхенского университета Карл Штейнгель. Ему удалось усовершенствовать электромагнитный телеграф — добиться того, что принимаемые буквы записывались условными знаками на разматывающейся бумажной ленте. Большая заслуга К- Штейнгеля состоит в том, что он предложил отказаться в телеграфной линии от второго провода и заменить его землей. В России работу над электромагнитным телеграфом продолжил Б. С. Якоби. Он тщательно изучил наследство Шиллинга и к 1839 году создал несколько оригинальных систем телеграфных аппаратов. Самым- важным из них был «пишущий телеграф». Шиллинг впервые применил электричество для взрывания подводных мин. I ft 142
Этот аппарат в течение четырех лет (с 1839 по 1843 год) связывал Зимний дворец с Главным штабом. В те же годы Якоби соединил телеграфной линией Царскосельский и Зимний дворцы. Американский изобретатель Самуэль Морзе также предложил конструкцию телеграфа, записывающего буквы на бумажной ленте знаками составленной им условной азбуки. Первая американская телеграфная линия (между Вашингтоном и Балтиморой) начала работать в 1843 году. В 1844 году Якоби приступает к решению задачи огромного по тем временам масштаба. Департамент железных дорог приглашает его для устройства линии вдоль Петербургско-Московской железной дороги. Якоби предполагал применить здесь ряд своих изобретений. Так, например, он намеревался включить в линию особую вспомогательную батарею, дающую возможность в случае повреждения изоляции подземного кабеля вести бесперебойную передачу. Пользу от такой батареи он установил еще в ходе работы над Петербургско-Царскосельской линией. Следует заметить, что такое устройство было впоследствии применено при прокладке кабеля по дну Атлантического океана. Но в самый разгар работы Якоби над линией между Москвой и Петербургом министр путей сообщения Клейнмихель и подрядчики отдали прокладку линии иностранным концессионерам — Сименсу и другим. Подрядчики, которым отдал царский министр строительство телеграфной линии, нажили на концессии миллионы. К работе над телеграфом Якоби возвращался еще не раз. В 1850 году он создает буквопечатающий аппарат — прообраз аппаратов наших дней. Пробить своему изобретению дорогу в широкий мир Якоби не удалось. Царское правительство пренебрегло работами ученого по электротелеграфии. Разносторонний ученый, Якоби развил и труды Шиллинга по применению электричества в минном деле. По предложению Якоби в инженерном ведомстве русской армии были созданы «Гальванерные отделы». Важными изобретениями обогатили русские электротехники и другой вид проводной связи — телефонию. В этой области техники, зародившейся в 1860 году, когда немецкий учитель Ф. Рейсе построил очень несовершенное устройство для передачи звуков с помощью электрического тока, в России, как и в других странах, работало очень много изобретателей. В 1879 году русский инженер Михальский сделал важнейшее изобретение — построил микрофон с угольным порошком, прообраз современного микрофона. В микрофоне Михальского мембрана, приходя в колебание под действием звуковых волн, производила давление на угольный порошок, менявшееся в зависимости от силы звука. Соответственно этому менялась и уплотненность угольного порошка, а следовательно, и его сопротивление' электрическому току. В электрической цепи, в которую был включен микрофон, возникали электрические колебания. Пробежав линию, дойдя до телефона и заставляя колебаться его мембрану^ они рождали звук. ф Схема, поясняю- ф щая действие бук- ф вопечатающего an- ф парата Якоби. ф Вверху — пере- ф дающий аппарат; внизу — принимающий. 143
При употреблении этого микрофона, как писал сам Михальскии, «людской голос, как и вообще всякие звуки... воспроизводятся с особенной силой и выразительностью». До этого в телефонных линиях использовались капризные и малочувствительные микрофоны с угольными стерженьками. Только с рожде^- нием порошкового угольного микрофона телефония вступила в пору своей зрелости. Изобретений в области телефонии появлялось в России очень много. В 1880 году изобретатель П. М. Голубицкий закончил создание новой телефонной трубки — электромагнитного многополюсного телефона, первый образец которого он построил еще в 1878 году. Телефоны Голубицкого были намного чувствительнее распространенных в то время трубок фирмы Белла. Однако правящие круги царской России не воспользовались трудами изобретателя. Они приняли услуги иностранных компаний. Фирма Белла получила монопольное право Пишущий телеграф Якоби. на постройку и использование телефонных линий в России. В связи с этим деятельность русских изобретателей в области телефонии стала затрудненной. Но русский новатор продолжал свое творчество. В 1883 году он добился устройства своей линии на железной дороге Петербург — Москва, не подпавшей под иностранную монополию. В 1885 году Голубицкий выдвинул еще один интересный проект: создание такой телефонной сети, питание аппаратов которой осуществлялось бы из одного места, а не батареями, находящимися при каж- система, предложенная Голубицким, явилась одним из важнейших элементов, появившихся в позднейшее время телефонных станций, которые использовали так называемую центральную батарею. «Система центральной батареи» позволяла обслуживать десятки тысяч абонентов. Изобретение ее открыло путь широкой телефонизации городов. Голубицкому принадлежит также очень важное предложение — использовать телефоны для связи с поездами, остановившимися в пути. Вот как описывает опыт такой связи «Почтово-телеграфный журнал» за 1888 год: «Поездной аппарат был помещен в багажный вагон, а другие два аппарата установлены на станциях Петербург и Обухово... На половине пути поезд остановился. От аппарата", находившегося в вагоне, один из проводников соединили с землей, а другой, посредством особого стального крючка, был накинут на проволоку железнодорожного телеграфа. Вся эта операция потребовала менее пяти минут времени. При дом телефонном аппарате. Эта 144
испытании обе станции ответили на вызов сейчас же. Затем посланы были две депеши, и ответ был слышен вполне ясно и отчетливо. Комиссия признала опыт вполне удавшимся...» Многими изобретениями обогатил Голубицкий технику телефонии. Чувство патриотизма помогало ему в борьбе с иностранными концессионерами, захватившими в свои руки монополии на устройство телефонной связи в русских городах. Каждый шаг Голубицкого и других отечественных изобретателей, трудившихся в области телефонии, наталкивался на сопротивление царских чиновников и агентов всесильной компании Белла. Голубицкий предложил создать русский завод телефонных аппаратов — ответа не последовало. Он стремился устроить русскую телефонную сеть в каком-либо городе, — и эта просьба была «оставлена без последствий». Компания Белла стремилась захватить все изобретения в области телефонии. Эта фирма обманула изобретателя Вредена, создавшего оригинальную конструкцию микрофона. Компания приобрела у Вредена право на применение его микрофона с обязательством использовать эту конструкцию в телефонных сетях Петербурга и Москвы. Напрасно ждал изобретатель появления своих микрофонов. Фирма, стремившаяся утвердить свою монополию, «похоронила» изобретение. Характер иностранной концессии был сразу распознан изобретателями. Голубицкий, например, прямо писал о вреде, наносимом компанией Белла. Изобретение, которое в наши дни получило большое развитие, сделал изобретатель 10. Охорович. Он разработал и осуществил громкоговорящую передачу по проводам. Этого он добился благодаря двум им самим-же сделанным изобретениям: особо чувствительному микрофону, названному им «термомикрофон», и мощному громкоговорящему телефону — прообразу современного репродуктора. Первые опыты с громкоговорящей передачей Охорович производил в 1880 году, а в 1885 году он демонстрировал свое изобретение на 3-й электротехнической выставке в Петербурге. Посетители выставки с интересом слушали транслировавшиеся по сооруженной Охоровичем линии музыкальные передачи из Малого оперного театра. Русские электротехники явились пионерами строительства многоканальной проводной связи. В 1880 году заработала линия, по которой одновременно передавались телеграммы и велись телефонные разговоры. Эту линию создал русский изобретатель капитан Г. Г. Игнатьев. Задачу одновременного использования одного провода в разных целях он решил с помощью изобретенных им особых электрических фильтров — «разделителей», как назвал их изобретатель, представлявших собой комбинацию из конденсаторов и проволочных катушек. В 1881 году линия системы Игнатьева соединила в окрестностях Киева пехотный и саперный лагеря, находившиеся друг от друга на расстоянии 14,5 километра. Почти одновременно с Игнатьевым, но независимо от него, электрические конденсаторы как разделители токов были применены и П. М. Голубицким. Телефонная трубка, скон* струированная Голубицким. Двухдиафрагмен- ный телефон Охоровича. 10 Рассказы 145
За границей годом позже была также предложена конструкция линии, по которой одновременно велось и телеграфирование и телефонирование. Ее изобретателем был бельгиец Ван-Риссельберге. Спустя несколько лет, в 1887 и 1888 годах, были проведены сравнительные испытания двух систем вначале на линии длиной в 32 километра, а затем — в 160 километров. Испытания показали превосходство системы капитана Игнатьева. На 4-й электротехнической выставке 1892 года в Петербурге Г. Г. Игнатьеву «за способ вполне успешного одновременного телеграфирования и телефонирования по одному проводу» была присуждена золотая медаль. Идея Игнатьева получила дальнейшее развитие в трудах Е. И. Гвоздева. В 1887 году изобретатель завершил разработку оригинальной системы «одновременного пользования проволокой для токов гальванического (низшего) и индуктивного (высшего) напряжения». В 1889 году были проведены опыты телефонирования по телеграфной линии, соединявшей Петербург и Москву. Несмотря на значительность расстояния, «речь, обмениваемая между Петербургом и Москвой, — как писал в рапорте начальник Управления московских телеграфов, — была настолько внятной, что переговоры производились без особенных затруднений». Чтобы еще выше поднять качество дальних передач, Гвоздев сконструировал в 1889 году особый двойной микрофон, токи в котором складывались и увеличивали мощность передачи. Такие микрофоны позволяли держать надежную связь на расстояниях в сотни километров. В течение короткого срока система Гвоздева широко распространилась на железнодорожном транспорте как средство двойной (телеграфной и телефонной) связи междух станциями. С 1891 года она действовала на Юго-Восточной, Киево-Воронежской, Орлово-Витебской и Петербургско-Варшавской железных дорогах. Вскоре и многие междугородные правительственные телеграфные линии были переделаны по системе русского изобретателя. Многим обязана в своем развитии техника телефонной связи Евгению Викторовичу Колбасьеву, русскому морскому офицеру, впоследствии сотруднику великого изобретателя радио А. С. Попова. Еще в 1886 году Колбасьев начал работать над устройством телефонной связи на кораблях русского флота. В 1896 году Колбасьев разработал практически пригодную систему телефонной связи для водолазов, успешно испытанную им в Севастополе. Изобретателю, стремившемуся оснастить русский военный флот лучшей телефонной связью, пришлось выдержать жестокую борьбу с фирмой Гейслер, добившейся получения заказа от русского флота. Несмотря на секретный характер работ, проводившихся Колбасье- вым, царские чиновники открыли доступ к аппаратуре русского изобретателя. Результатом этого явилось предложение фирмы Гейслер: снабдить русские корабли телефонами... которые представляли собой лишь слегка видоизмененную конструкцию Колбасьева. И все-таки изобретатель вышел победителем из единоборства с могущественной иностранной фирмой. Незначительные, как казалось инженерам фирмы, внешние изменения в аппаратах системы Колбасьева, которые 146
были сделаны ими, ухудшали аппараты Русский флот был оснащен телефонами Колбасьева. Важным событием в истории электротехники было открытие в 1888 году Александром Григорьевичем Столетовым явления фотоэффекта. Замечательно, что в том же 1888 году другой русский ученый, В. А. Улья- нин, также занимался исследованием взаимодействия света и электричества. Но Ульянин изучал это явление в иной форме, чем Столетов. Вначале Ульянин проводил опыты с селеном — веществом, способным под действием света менять свое электрическое сопротивление. Включая пластинку из селена в цепь электрической батареи, он замечал, как возрастает сила тока в цепи при освещении селена. В этих опытах селен служил как бы индикатором света. Работа с селеном в дальнейшем привела Ульянина к крупному изобретению: покрыв селеновую пластинку тонким, полупрозрачным слоем другого вещества, Ульянин обнаружил, что новое устройство под действием света само рождает ток. Устройство Ульянина было прообразом широко распространенных в наше время особого типа фотоэлементов, так называемых фотоэлементов с «запирающим слоем». Это название они получили потому, что граница раздела веществ, составляющих такой фотоэлемент, действует подобно клапану. Ток, возникший под действием света, свободно пропускается только в одну сторону. Для движения же тока в обратную сторону граница оказывается «запертой». Фотоэлементы такого типа применяются для измерения света и как выпрямители тока. ОТКРЫТИЕ РАДИО Величественным документом славы русской науки и техники суждено было стать скупому и строгому протоколу заседания Русского физико- химического общества 7 мая 1895 года. Секретарь общества записал тогда: «А. С. Попов сделал сообщение «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям». Пользуясь высокой чувствительностью металлических порошков к весьма слабым электрическим колебаниям, докладчик построил прибор, предназначенный для показаний быстрых колебаний в атмосферном электричестве. Основные опыты изменения сопротивления порошков под влиянием электрических колебаний и описанный прибор были показаны докладчиком». Эта бесстрастная протокольная запись навеки вошла в историю техники как «метрическое свидетельство» появления на свет одного из величайших изобретений человеческого гения — радио. Показанный Александром Степановичем Поповым (1859—1906) прибор —■ «грозоотметчик», как он его назвал, уверенным звоном отзывался на электромагнитные сигналы, посылаемые вибратором, который был установлен на противоположной стороне большого университетского зала. Присутствовавшим на заседании посчастливилось увидеть первый в мире радиоприемник. Заканчивая свой доклад, А. С. Попов сказал: «...Могу выразить надежду, что мой прибор, при дальнейшем усовершенствовании его, может быть применен к передаче сигналов на расстояние при помощи быстрых электрических колебаний...» 10* 147
Не прошло и года, как в той же университетской аудитории вновь собрались члены Русского физико- химического общества, чтобы услышать новый доклад Попова. И на этот раз доклад сопровождался демонстрацией приборов. Только теперь в зале был один лишь радиоприемник. Неизменный помощник Попова П. Н. Рыбкин расположился с радиостанцией в другом здании. Но Рыбкин не просто нажимал ключ, а выбивал им дробь азбуки Морзе. Радиоприемник был соединен с телеграфным аппаратом, и присутствовавшим на докладе посчастливилось услышать первую в истории техники радиограмму. «Генрих Герц» — два слова были Александр Степанович Попов. переданы по радио. Так русский изобретатель воздал честь известному немецкому физику Генриху Герцу, в лаборатории которого впервые были получены электромагнитные колебания. Теперь гением Попова эти лабораторные опыты физика были применены в новой области техники. Великое изобретение родилось, выросло и возмужало в лаборатории замечательного русского ученого, подарившего миру новое могучее средство связи. Попов создал не только радиоприемник и радиопередатчики,— он изобрел антенну. Соединив радиоприемник с телефоном, русский ученый-инженер открыл этим новые широкие возможности использования радио. Построенные Поповым радиостанции вскоре получили практическое применение. Раньше всех изобретением Попова заинтересовались русские моряки. Летом 1897 года А. С. Попов и его сподвижник П. Н. Рыбкин установили свои приборы на кораблях «Европа» и «Африка» для связи в море. Испытывая приборы на кораблях, Попов сделал новое выдающееся открытие. Вот как это произошло. Однажды радиосвязь между кораблями прекратилась. Аппаратура была в полной исправности. В это время, между кораблями) проходил крейсер «Лейтенант Ильин». Когда крейсер миновал корабли, радиосвязь немедленно возобновилась. Попов сразу же нашел объяснение перерыву в радиосвязи: причина этого кроется в отражении радиоволн. Радиоволны, шедшие от «Европы» к «Африке», встретив на пути- стальную громаду «Лейтенанта Ильина», отразились от него. «Африка» оказалась в «радиотени». Обнаружив способность радиоволн отражаться, Попов с гениальной прозорливостью указал, что эти явления можно будет впоследствии использовать в практических целях. В своем отчете об опытах по радиосвязи на море ученый прямо писал: «Применение источника электромагнитных волн на маяках, в добавление к световому и звуковому сигналу, может сделать маяки видимыми в тумане и в бурную погоду... Направление маяка может быть приблизительно определено, — пользуясь свойством мачт, снастей и т. д., задерживать электромагнитную волну, так сказать, зате-
нять ее». Это открытие Попова в наши дни привело к рожде- -*^P?S^- нию новой отрасли радиотехники — радиолокации. *= Попов стремился расширить область применения радиосвязи. В 1899 году радиостанции были установлены на острове Гогланд и на берегу возле города Котка. Они помогли держать связь между материком и местом, где производились работы по снятию с мели броненосца «Генерал-адмирал Апраксин». Известный русский флотоводец С. О. Макаров телеграфировал А. С. Попову: «От имени всех кронштадтских моряков приветствую Вас с блестящим успехом Вашего изобретения. Открытие беспроволочного телеграфного сообщения от Котки до Гоглан- да на расстоянии 43 верст есть крупнейшая научная победа». Радио быстро завоевывало себе признание. В 1904 году в русском флоте работало уже 75 радиостанций. А С Попов не дожил до дней полного торжества своего бессмертного изобретения. 13 января 1906 года он скончался. * * * В наше время необычайно развились и радио, и электрическая связь по проводам, и телемеханика, родилась новая автоматика. После изобретения электронной лампы физиками, шедшими по стопам Столетова, началась новая эра в развитии радиотехники. Сразу возросла дальность радиопередач. Мало того, вместо сухого треска точек и тире в наушниках радиоприемников с появлением ламповых генераторов зазвучали человеческий голос, музыка, пение. Совершенствование фотоэлемента способствовало появлению новых средств связи — фототелеграфии и телевидения. В 1909 году русский инженер Б. Л. Розинг конструирует первый катодный телевизор — родоначальник современной телевизионной аппаратуры. 149
Розинг с помощью остроумной системы вращающихся зеркал заставил фотоэлемент рассматривать последовательно все участки изображения. В цепи фотоэлемента возник пульсирующий ток. Импульсы тока были тем больше, чем светлее были соответствующие участки изображения. Многократно усиленный электронными лампами ток мчался к приемным устройствам. Там он начинал управлять пучком электронов, бегающим по экрану катодной трубки. В полной согласованности с величиной импульсов тока пучок становился то интенсивнее, то слабее. Молниеносно обегающее экран светящееся пятнышко, рождаемое ударами электронов о специальный состав, покрывающий экран, становилось то ярче, то слабее. Чередование темных и светлых пятен на экране приемника строго соответствовало последовательности темных и светлых мест передаваемого изображения. Электронный луч вырисовывал на экране копию изображения. Принцип, предложенный Розингом, применяется и поныне. В каждом современном телеприемнике мы встретим катодную трубку, работающую так же, как трубка Розинга. Радиотехника достигла необычайного расцвета. В нашей стране работают мощные радиовещательные станции. Советские конструкторы создали новые, совершенные типы фотоэлементов и катодных трубок. С помощью этих приборов в нашей стране осуществлено высококачественное телевидение. Здесь в первую очередь следует назвать изобретения советские ученых С. И. Катаева, создавшего в 1931 году передающую телевизионную катодную трубку с мозаичным экраном, и Л. А. Кубецкого, построившего фотоэлемент необычайно высокой чувствительности — так называемую трубку Кубецкого. На ничтожно малый свет эта трубка способна отзываться сильными электрическими импульсами. Ее действие можно уподобить горному обвалу, который, начавшись с падения одного камня, приносит в долину лавину камней. В трубке Кубецкого электроны, выбитые светом из катода, ударяясь в рядом стоящий анод, выбивают из него новые электроны. Из второго, дополнительного анода и первичные и вторичные электроны выбивают новые электроны. Таким образом, поток электронов лавинообразно растет. Большое число важных изобретений в области проводной связи сделано известным советским ученым, учеником А. С. Попова, членом- корреспондентом Академии наук СССР В. И. Коваленковым. Начав свою деятельность в предреволюционные годы, направляемый указаниями великого изобретателя радио, В. И. Коваленков в этот период наряду с другими работами создает телефонную трансляцию. Коваленковым запатентовано несколько десятков изобретений, написано Приемная трубка телевизора Розинга. множество теоретических Трудов В области телефонии. ^-^_^ Крупным шагом вперед было г>?°~ создание в 1924 году профессором ^J/ П. А. Азбукиным телефонной линии, по которой можно вести одновременно два разговора. ^ =ЖЕ *7N *50
Впоследствии советские связисты добились возможности вести по одной линии одновременно несколько разговоров. Советский ученый П. А. Баев является автором теории расчета промежуточных телефонных усилителей. Крупнейшие усовершенствования внес в телеграфно-телефонную связь П. К. Акульшин. Линии проводной связи протянулись в самые отдаленные уголки нашей необъятной страны. Открытия и изобретения советских ученых помогли создать аппаратуру для установления связи между Москвой и Дальним Востоком. Это длиннейшая в мире линия проводной связи. Между многими городами Советского Союза установлена фототелеграфная связь. Применение радиотехники наших дней не ограничивается областями радиосвязи, радиовещания и телевидения. Ее методы и приборы используются многими отраслями техники. На наших заводах существуют автоматические линии станков — длинные шеренги автоматов, полностью обрабатывающих деталь, передвигающуюся вдоль линии, — здесь используются автоматические устройства. Построены быстродействующие электронные счетные машины. «Глазами и мозгом» этих устройств являются электронные приборы. Создание мощных коротковолновых передатчиков и антенн, дающих остронаправленный радиолуч, и повышение чувствительности приемников позволили использовать явление отражения радиоволн для создания новой, радиолокационной техники. Передатчик радиолокатора подобен прожектору. Его параболические зеркала или иные направляющие устройства собирают вырабатываемые ультракороткие радиоволны в мощный направленный пучок. Встретив скрытый тьмой, туманом, облаками самолет, корабль, ледяную гору, этот пучок, словно струя воды, разбрызгивается во все стороны. Часть «брызг» — радиоэхо — возвращается к радиолокатору. Приемник ловит это радиоэхо, и на экране радиолокатора появляется световой сигнал, позволяющий узнать, где, в каком направлении и на каком расстоянии находится преграда, встреченная радиоволнами. * * # Мы живем во времена, когда совершилась мечта Ломоносова о великом благе, которое принесет людям электричество. Куда мы ни бросим взгляд, всюду увидим электричество за работой. С его помощью мы добываем уголь, роем землю, режем металл, перевозим грузы, пашем землю, убираем урожай, выполняем тысячи и тысячи дел. Электричество стало надежным и умелым помощником человека.
РУССКИЕ МЕТАЛЛУРГИ Овладение металлом — одна из важнейших вех в истории человечества. Превращенный в орудия металл удвоил и утроил силу охотника, земледельца, строителя, воина. Многие поколения славных мастеров вложили свой труд и изобретательский талант в совершенствование металлургии. Современный металлургический завод с его гигантскими домнами и мартенами, сложными переплетениями трубопроводов, с ковшами, наполненными десятками тонн огненно-жидкого металла, как бы олицетворяет мощь индустрии. Наша страна по праву гордится своей могучей металлургической промышленностью, созданной волей Коммунистической партии, творческим трудом советских людей. Металл, рожденный в гигантских печах на заводах Урала, Донбасса, Сибири, чудесно умножает мощь нашей Родины, дает советскому народу невиданную власть над природой. Советские металлурги идут в первых рядах создателей материально- технической базы коммунизма. В своем славном патриотическом труде они используют и развивают замечательные новаторские традиции, которыми исключительно богата история отечественной металлургии. СВИДЕТЕЛЬСТВА ПЕРВЫХ ДОСТИЖЕНИЙ На территории нашей Родины еще в глубокой древности люди добывали металл. Можно назвать десятки мест на юге, на севере, на востоке нашей страны, где археологи, исследуя древнейшие стоянки и городища, находили и находят бронзовое и железное оружие, металлическую утварь, украшения. На Урале, в Якутии, в Заонежье, в центре Европейской части СССР сохранились следы древних рудников, обнаружены простейшие литейные приспособления, а также шлаки, выбро- 152
шенные древними металлургами из своих печей. Ученые определяют «возраст» этих находок в две-три тысячи лет... Первыми металлургическими печами, применявшимися металлургам» всех стран, были так называемые сыродутные горны. Такой горн представлял собой неглубокую шахту, прорезанную пря^- мо в земле. Сверху в эту шахту-горн загружались руда и древесный уголь. Снизу, сквозь небольшое отверстие, как в жаровую трубу самовара, поступал воздух, нужный для горения угля. Чтобы горение шло более энергично, древние металлурги усиливали ток воздуха тем, что размахивали перед горном шкурой или просто вдували через трубки воздух в печь. Уголь, раздуваемый таким потоком воздуха, давал небольшой жар. Руда даже не расплавлялась, и восстановленное — освобожденное от кислорода — железо извлекалось из горна в виде раскаленного тестообразного комка с крупнозернистой поверхностью. Из-за сходства с комом икры железо называли «крицей» (крица — увеличительное от слова «икра»). Но крица не была еще металлом, который можно пускать в дело. В крице чистый металл был перемешан со шлаком и примесями руды. Крица была насыщена ими, как губка водой. Чтобы освободить железо от шлака, древние металлурги били раскаленную крицу ручными молотами, «выжимали» эту железную губку. Одновременно изменялась и структура самого металла, он становился прочнее. Когда, наконец, получался ком мягкого железа (примеси шлака в нем все же оставались) L его рубили на куски и отправляли в кузницы. На этом металлургический процесс кончался. Остатки сыродутных горнов — древнейших металлургических печей — археологи находят во многих местах нашей страны. Через сотни и даже тысячи лет на смену сыродутным горнам пришли домницы. Эти печи представляли собой глиняные или каменные сооружения — подобия небольших башенок. Дутье в первых домницах проводилось так же, как и в сыродутных горнах, — с помощью простейших средств. Домницы отличались тем, что шахты их не углублялись в землю, а были образованы каменными или глиняными стенками печи. Более важные изменения в технике добычи металла произошли, когда металлурги стали нагнетать в печь воздух с помощью клинчатых мехов, похожих на те, что встречались еще сравнительно недавно в старых кузницах. Домница получила теперь больше воздуха. В ее недрах поднялась температура. Процесс восстановления руды шел энергичнее — увеличилась производительность печи. В остальном же домницы работали так же, как и сыродутные горны, и давали привычные тогдашним металлургам крицы. Найдено немало остатков железоделательных промыслов с домни- цами. В нашей стране металлургия была особенно развита на северо-западе — в районах Карелии, в Каргополье. Здесь археологи обнаруживают остатки древних поселений, где почти при каждом жилье были устроены одна-две домницы. В них выплавляли металл в начале нашего тысячелетия. Северные районы особенно славились своим железом. Целая местность там с тех пор так и называется — Устюжна Железнопольская. 153
Искусство добывать и обрабатывать металл приняло здесь большой размах. Добыча металла в этих краях была таким же народным промыслом, как рыболовство и охота. В годы битв с татаро-монгольскими ордами, вторгнувшимися на Русь с Востока, металлурги наших северных земель ковали превосходное по качеству металла оружие. Защитники родины получали из этих местностей тысячи мечей, копий, стрел. Одна только Устюжна Железнопольская ковала в год сотни тысяч «подметных рогулек», или, как по-другому называли их наши предки, «чеснока» (колючих железных шипов), которыми засыпались речные броды для того, чтобы ими не могла воспользоваться вражеская конница. Железа, выплавлявшегося примитивными, малопроизводительными домницами, не хватало. На смену им пришли более совершенные и мощные печи — домны. Первые домны были сооружены в Западной Европе в XIV веке. Домны отличались от домниц не только тем, что они были значительно крупнее, выше. Секрет их высокой производительности был в новой системе воздушного дутья. Мехи, вдувавшие воздух, приводились в действие не руками человека, а силой воды — мельничным колесом. Воздух, поступавший в домну, имел поэтому сравнительно высокое давление, а это привело к важным изменениям металлургического процесса. Благодаря обилию воздуха в домне жар был намного сильнее, чем в домнице. Железо в печи расплавлялось и насыщалось углеродом. Конечным продуктом плавки была уже не крица, а жидкий чугун. Работа печи стала непрерывной: ее периодически загружали и выпускали из нее шлак и чугун. Чугун в то время не был уже чем-то новым. С ним металлурги встречались и при получении кричного железа, когда по каким-нибудь причинам в печь поступало много воздуха. Вначале его принимали за шлак и выбрасывали. Потом стали пускать в дело, употреблять для литья. В домнах чугун стал единственным продуктом, получавшимся из руды. Поэтому развивалось литейное дело. По соседству с домнами устраивались литейные дворы, где делались крупные отливки. Вместе с тем появились затруднения в тех случаях, когда надо было получать ковкий металл — железо или сталь. Но металлурги разрешили и эту трудность. Они стали нагревать чугун в горнах, сильно обдувая его воздухом, чтобы «выжечь» часть углерода, насытившего железо. Металл делался мягче, пластичнее. Так появление домны придало металлургическому процессу тот вид, который в основных чертах сохранился и до наших дней. В ту пору, когда в металлургии зарождался доменный процесс, народы нашей страны с оружием в руках отстаивали свою свободу и независимость против многочисленных врагов, посягавших на нашу родину. В этом причина того, что главные усилия русских металлургов были направлены на создание оружия. Русские литейщики одними из первых в мире начали отливать бронзовые, а затем и чугунные пушки, которые появились у нас вскоре после изобретения пороха. Посол германского императора Максимиллиана II — Бухау, приезжавший в Москву в 1576 году, сообщал своему монарху о русских пуш- 154
Разрез старинной русской домны. орудие весом причудливыми и мастерством карях: «На Руси отливают столь большие чугунные пушки, что воин в полном вооружении, стоявший на дне их, не мог достать рукой до их края». Германскому дипломату вторит автор немецкой книжки «Описание посольства Клейна». «У каждой роты, — пишет он о русском войске, — было полевое орудие, очень аккуратно отлитое и искусно выработанное или умело выкованное из железа при помощи молота». Наконец об искусстве русских литейщиков красноречиво говорят их творения, сохранившиеся до наших дней. «Царь-пушка». Кто не слыхал об этом изумительном произведении Андрея Чохова! Без малого четыре века стоит в Московском Кремле исполинское около 2 500 пудов (или около 40 тонн), украшенное барельефами, и до сих пор поражает своими размерами выполнения. «Царь-пушка» — памятник высокой конструкторской и технологической культуры старинных русских техников. С появлением артиллерии потребовалась много металла для оснаще: ния русской армии. В металлических изделиях нуждалось и хозяйство Руси. Особенно большой спрос на металл предъявляли тогда строители. Те же войны с захватчиками, которые способствовали развитию в нашей стране оружейного дела, вместе с тем помешали развитию русской металлургической техники. Первые домны в нашей стране появились позднее, чем в Западной Европе. Они были возведены в начале XVII века на берегах реки Тулицы. Искусство «водяных людей, строивших гидравлические силовые установки, мастеров, создавших мощные мехи, помогло русским металлургам построить очень большие и совершенные по тем временам печи. Спустя несколько лет после возникновения металлургического завода в Туле, неподалеку от нее, в По- ротове, был построен другой такой же завод. Затем по соседству появились Каширские чугунолитейные заводы. В короткий срок в центре нашей страны образовался горнозаводский район. Это было большим успехом русской металлургии. Вскоре последовали и другие успехи, имевшие исключительное значение для развития техники и экономики не только России, но и других стран. Воздуходувное устройство старинной домны приводилось в действие водяным колесом. 155
На €*ъоро*4> Знаменитое клеймо «Старый соболь», которым метилось уральское железо. В трудах исследователей истории русской металлургии приводятся очень интересные цифры, показывающие рост выплавки металла в нашей стране на протяжении XVIII века. 150 тысяч пудов чугуна выплавили русские домны в начале этого века и около 10 миллионов пудов в конце. Иначе говоря, за сто лет производство черного металла увеличилось более чем в 66 раз! Такой быстрый рост металлургической промышленности позволил России обогнать тогда все страны и занять первое место в мире по производству металла. Уже в 1724 году Россия по производству металла оставила позади не только Францию и Германию, но и Англию, обладавшую наиболее мощной горнозаводской промышленностью. В России возникли новые металлургические центры — Воронежский, Вяземский и другие. Необычайно развилась металлургия на Урале. Всего в XVIII веке на Урале было построено 123 завода черной металлургии и 53 медеплавильных. Говоря об успехах тогдашней горнозаводской промышленности, надо помнить, однако, что эти успехи достигались подневольным трудом тысяч и тысяч работников, подвергавшихся нечеловеческой эксплуатации со стороны владельцев заводов. Россия стала главным поставщиком металла на мировом рынке. Любому сорту железа на чужеземных рынках предпочитали русское, уральское. Отмеченное клеймом «Старый соболь», уральское железо не имело соперников. Отличное качество уральского металла объяснялось прежде всего тем, что уральцы выплавляли его из превосходных руд. К тому же уральцы умели выжигать очень чистый уголь, не засорявший металл примесями. С законной гордостью писал современник об открытом его соотечественниками способе плавить магнитный железняк: «И то дело будет такое диво, что во всей вселенной не бывало... чтобы из магнита железо плавить...» Панорама Поротовского металлургического завода. XVIII век. 156
И заграница действительно вынуждена была дивиться. Из Голландии, куда послали на пробу первые образцы железа, добытого из магнитного железняка, сообщили: «Лучше и быть невозможно». Русский металл всюду был желанным товаром. Особенно много покупала его Англия. Ее металлургия из-за безудержной вырубки лесов лишалась топлива и приходила в упадок. А все развивающаяся промышленность нуждалась в металле для строительства прядильных машин, ткацких станков, позднее паровых машин. В 1735 году англичанин А. Дебри нашел способ выплавки металла на минеральном топливе — коксе. Однако это изобретение не смогло оказать заметного влияния на положение английской металлургии, так как плавка на коксе требовала более сильного дутья. Только в конце XVIII века, когда распространились паровые воздуходувки, английская металлургия начала быстро увеличивать выплавку металла. В течение же всего XVIII века голод в металле, который испытывало машиностроение Англии, утоляла Россия. В 1716 году Англия купила первую партию русского металла — 2 200 пудов, а в 1732 году уже более 200 тысяч пудов. Во второй половине XVIII века три пятых ввозимого в Англию металла шло из России! Советский историк русской техники профессор В. В. Данилевский, рассказывая в своем труде об этих успехах русской металлургии, так оценивает их значение: «...Событие всемирно-исторического значения — промышленная революция XVIII века в Англии — основано в значительной мере на использовании труда людей, добывавших руду, выплавлявших чугун и ковавших на Урале звонкое железо, отправляемое в Англию. Овеществленный труд русских горняков и металлургов XVIII века лег в основание созданной впервые в истории крупной машинной индустрии». ♦ ^ ♦ В эту же пору было положено начало русской горнозаводской школе, одной из первых в Европе. В 1720—1721 годах В. Н. Татищев, будучи на Урале, основал там школы для обучения горному делу. В своем наказе о школах он писал, что ученик должен «не токмо присматриваться, но и руками по возможности применяться, и о искусстве ремесла — в чем оное состоит — внятно уведомиться и рассуждать...» В горнозаводских школах обучение было поставлено хорошо. На протяжении всего XVIII века, по свидетельству многих историков, они славились свсими выучениками, как «самыми дельными в то время людьми для горной службы». И торные мастера — выпускники школ — действительно заслужили эту славу! Воспитанником Екатеринбургской «арифметической» школы был Козьма Дмитриевич Фролов, один из крупнейших знатоков горного дела в России, изобретатель золотопромывочных машин, творец величайшей в XVIII веке гидросиловой установки. В той же Екатеринбургской школе обучался Иван Иванович Ползунов, обессмертивший свое имя как изобретатель универсального парового двигателя. Из сети этих школ вышли,-наконец, сотни;безвестных новаторов — простых людей, обогативших отечественную технику немалым числом откры- 157
Василий Никитич Татищев. тай, изобретений, усовершенствований. Плечом к плечу с людьми, получившими специальное образование, трудились и рабочие-металлурги, сумевшие силой своего таланта превзойти технику того времени. Таковы, например, отец и сын Мато- рины, оставившие по себе славную память как литейщики знаменитого «царь-колокола». История создания этого металлического гиганта очень поучительна. В первый раз «царь-колокол» был отлит при Борисе Годунове. Вес его тогда составлял более 2 100 пудов. Во время пожара в Кремле колокол разбился. Царь Алексей Михайлович, чтобы отлить новый, еще больший, восьмитысячепудовый колокол, вызвал мастеров из Австрии. Они попросили у него пять лет сроку, так как, по словам современника, труды эти «весьма велики и бессчетны». Тогда к царю явился русский мастер, имя которого не сохранилось, и взялся выполнить работу. Он сдержал свое слово и действительно отлил колокол весом в 8 тысяч пудов. Отливок таких размеров не знала техника. В 1701 году при пожаре в Кремле «царь-колокол» снова разбился. Правительство, решившее создать новый «царь-колокол», обратилось в 1731 году к знаменитому французскому механику Жермену, предлагая ему взять на себя труд по отливке. Прославленный мастер, однако, отказался, сочтя такое задание чрезвычайно трудным. За отливку взялись русские умельцы — отец и сын: Иван Федорович и Михаил Иванович Материны — и выполнили ее. Мало того, Жермену предлагали сделать отливку весом в 9 тысяч пудов, — Маторины добавили нового металла к обломкам разбитого колокола и создали колосс, весивший 12 327 пудов, то есть 200 тонн! Это был рекорд, во много раз превосходивший все самые выдающиеся достижения зарубежных литейщиков. «Царь-колокол», отлитый Материными, весил в три раза больше колокола, находившегося в древней столице Японии — Киото и считавшегося до того времени самым большим. В XVIII веке Россия не только располагала замечательными специалистами, в совершенстве владевшими секретами получения металла Разрез плавильной печи и формы. 158
и его обработки, не только славилась большой и мощной горнозаводской промышленностью, — наша страна шла впереди и по уровню металлургической техники. Россия славилась крупнейшими в мире доменными печами. Немецкий ученый Бек так пишет о «сибирских» (то есть уральских) домнах тех времен: «Сибирские домны — величайшие и лучшие древесноугольные доменные печи, которые были до тех пор построены, и все, также и английские печи, по производительности были далеко ими превзойдены. Они были с мощными цилиндрическими воздуходувками с водяным приводом. Сибирские домны имели от 35 до 45 футов (от 10,5 до 12,96 метра) в высоту, от 12 до 13 футов (от 3,6 до 3,9 метра) в поперечнике в распаре, имели шесть цилиндрических воздуходувных мехов и производили в неделю от 2 тысяч до 3 тысяч центнеров чугуна, каковая мощность тогда не была достижимой даже для величайших английских коксовых домен». К этой красноречивой характеристике следует добавить, что уральские доменные печи были к тому же и самыми экономичными. Домны Нижнетагильского и Невьянского заводов, например, тратили на выплавку одного пуда чугуна I1/15—12/з пуда угля, в два-три раза меньше, чем лучшие европейские доменные печи. Творческое дерзание, непрерывное искание лучших технических решений, свойственные представителям русской технической мысли, привели уральских доменщиков к великим успеха^. Большинство новшеств, введенных уральцами, было направлено к совершенствованию системы дутья в домнах. Совершенствуя дутье, русские металлурги подняли всю доменную технику -на новую высоту. Вспомним, чтс появление мощных, приводимых водой воздуходувных мехов стало переломным рубежом между «детством» и «отрочеством» металлургической печи. Мехи позволили превратить небольшие шахтные печи в производительные домны и тем самым изменить ход металлургического процесса, придать ему вид, в котором он в общем существует поныне. В XVIII столетии в России было сделано много важных усовершенствований воздуходувных устройств домны. Одно из них принадлежало Григорию Махотину, создавшему в 1743 году так называемую двухфурменную систему дутья. Чтобы оценить по достоинству заслугу этого русского изобретателя, проследим краткую историю доменной воздуходувки. Первые мехи по конструкции были очень похожи на обыкновенные кузнечные: такие же два треугольных деревянных щита, соединенных шарниром, такая же кожаная «гармошка» между этими щитами. Разница была лишь в размерах. Доменные мехи были гораздо больше кузнечных. Недаром их приводили в действие силой воды. Доменная воздуходувка' отличалась от-кузнечной еще и числом мехов. Около домны их было, как правило, несколько. Пока одни мехи сжимались и гнали воздух в печь, другие раздувались, набирались сил, чтобы через минуту Старинный чертеж разреза уральской домны. Титульный лист книги Г. Ма- хотина о металлургическом производстве. 159
Ящичные воздуходувные мехи. Цилиндрическая воздихо- дувка конца XVIII века. прийти на смену обессилевшим, выдохшимся. От этого дутье получалось более плавным. С домной мехи соединялись посредством трубок. Они проникали внутрь печи через отверстие в ее стенке. Устройство для вдувания воздуха в домну — фурма — было одно, и мехи теснились около него. В таком виде воздуходувки просуществовали очень долгое время — целые столетия. Важным событием в истории воздуходувки было рождение деревянных мехов. На первых порах деревянные мехи устраивались так же, как и кх предшественники — кожаные мехи. Только делались они целиком из дерева. Кожаная гармошка была заменена дощатыми стенками. Такими стенками снабжались оба щита мехов — и верхний и нижний, так что в целом деревянные мехи были похожи на два клиновидных ящика, плотно входивших друг в друга. Покачивая один ящик вокруг шарнира, можно было вытеснить заключенный внутри мехов воздух. Некоторое время спустя появилась другая конструкция деревянных мехов — так называемые ящичные мехи. Они действительно состояли из двух прямоугольных ящиков, вставленных один в другой, открытыми доньями навстречу. Работали эти мехи уже не при покачивании одной половинки, а при простом вдвижении и выдвижении одного из ящиков. Новые мехи обладали серьезными достоинствами. Их можно было сделать очень большими, тогда как размеры кожаных мехов ограничивались величиной шкур, из которых готовили гармошку. Еще важнее было то, что деревянные мехи производили большее давление, потому что их можно было сжимать с такой силой, при которой кожаные гармошки лопались. Применение новых мехов позволило строить еще более высокие домны. Но преимущество ящичных мехов не могло быть полностью использовано, так как фурма — это подобие дыхательного горла — у домны была одна. А через одну фурму так же трудно равномерно насытить воздухом огромное чрево домны, как проветрить форточкой театральный зал. Новые возможности открылись перед домной после того, как появилась изобретенная русским металлургом Григорием Ма- хотиным двухфурменная система дутья. Домна, образно говоря, получила второе «дыхательное горло», сквозь которое она смогла вдыхать дополнительные порции воздуха. Самое важное в изобретении Махотина было то, что струи дутья поступали теперь в печь с двух сторон. Воздух легче проникал во все части домны. Процесс плавки металла, как говорят — ход домны, не только ускорился, но и стал ровнее. Путь, указанный Махотиным, оказался верным. За две сотни лет, прошедших со времени изобретения Махотина, число фурм, питающих домну воздухом, возросло до восьми, десяти и даже шестнадцати. Изобретение Махотина, как мы видим, помогло создать обильное, более равномерное дутье. Но перед металлургами опять встала старая задача: надо было непременно увеличить давление воздуха, нагнетаемого в доменную печь. Это позволило бы строить еще более высокие, еще более производительные печи. «Легкими» домны все еще служили ящичные мехи, а они в силу несовершенства своей конструкции не могли производить дутье такого большого давления, которое нужно для очень высоких доменных печей. Мехи, когда-то вдохнувшие в домну силы для нового роста, к середине XVIII века превратились в оковы. 160
Дмитрий Константинович Чернов на заводе.
Великий русский техник Иван Иванович Ползунов в 1765 году предложил совершенно новый тип воздуходувки — цилиндрическую воздуходувку. Ползунов мечтал о создании парового двигателя, способного вытеснить из промышленности примитивное вододействующее колесо. Замыслив постройку могучего заводского двигателя, которому была бы по плечу всякая работа, Ползунов должен был решить и немаловажный вопрос о том, какое первое поручение дать своему детищу, чтобы стало сразу ясно его превосходство над малосильным мельничным колесом. Это должна была быть тяжелая и важная работа — преодоление своеобразного «узкого места» тогдашней промышленности. И Ползунов безошибочно определил самый насущный для техники его дней вопрос — создание новой мощной системы дутья в металлургических печах. Первое важное применение для паровой машины было найдено. Однако Ползунов понимал, что нельзя просто заменить мельничное колесо паровой машиной, оставив нетронутыми остальные части устройства воздуходувной установки. Он решил, что по соседству с его двигателем будет работать новая воздуходувка. И он сконструировал ее. Цилиндрическая воздуходувка Ползунова по устройству очень сходна с паровой машиной, только работает она буквально наоборот. В цилиндре паровой машины расширяется пар, и он толкает поршень, в воздуходувке же поршень толкает воздух и сжимает его. Воздухо- дувка Ползунова способна была производить дутье куда более высокого давления, нежели ящичные мехи. Мощные струи воздуха, нагнетаемые ею, без труда могли пронизать раскаленную толщу руды и угля в самой высокой печи того времени. Именно создание цилиндрической воздуходувки позволило возвести на Урале в конце XVIII века высочайшие домны. Воздуходувки новой конструкции более ста лет применялись в металлургии и достигли к концу прошлого века огромной мощи. Ивану Ивановичу Ползунову принадлежит и еще одно важное изобретение в области воздуходувных устройств. Он построил оригинальный «аккумулятор дутья» — «воздушный ларь», как назвал его сам изобретатель. Это был действительно ларь — большой деревянный ящик, в который входили воздухопроводы от всех мехов или цилиндров, обслуживавших металлургическую печь, а из него уже шли трубы к фурмам. Ларь действовал наподобие резинового шара пульверизатора. Он принимал в себя отдельные порции воздуха из цилиндров, а направлял в фурмы непрерывную струю. От этого ход печи становился еще более ровным. 11 Рассказы 161
НАУКА О МЕТАЛЛЕ ПЕрбЫЯ ОСНОВАН1Я МЕТАЛЛУРПИ, пли рудныхъ дълъ. ШЪ САККТПЕТВРШУРГЪ мчаваны при Имперara»f ск«й Акадсмш ИаукЬ 17<3 г#да Титульный лист книги М. В. Ломоносова. В главе «Создатели двигателей» нам еще придется рассказывать о замечательной деятельности Ивана Ивановича Ползунова. Сейчас же, оценивая вклад великого новатора в металлургию, мы должны подчеркнуть, что он «пресек водяное руководство» и создал для металлургии универсальную паровую машину. В XVIII веке, когда так блестяще проявила себя русская металлургическая техника, в России был сделан большой вклад в развитие научной металлургии. Почин здесь принадлежал Михаилу Васильевичу Ломоносову. В 1763 году гениальный ученый издал свой труд «Первые основания металлургии, или рудных дел», написанный еще в 1742 году. Ко времени выхода в свет труда Ломоносова книги, посвященные металлургии, насчитывались в мировой технической литературе единицами. Это были главным образом описания отдельных заводов. Металлурги других заводов, имевшие дело с иными рудами и иным топливом, не всегда могли извлечь пользу из подобных книг. Ломоносовский труд был издан очень большим для тогдашнего времени тиражом — 1 225 экземпляров. Из архивных документов известно, что почти сразу же после выхода в свет «Первых оснований металлургии» только на Колывано-Воскре- сенские заводы было отправлено 100 экземпляров этой книги — число по тому времени тоже очень значительное. Польза этого труда для русской горнозаводской промышленности была столь велика, что даже царское правительство, обычно равнодушное к открытиям Ломоносова, на этот раз высказало одобрение. Ломоносов рассказал в своем сочинении о главнейшем в технике добычи металла, научно обобщил богатый опыт металлургов, накопленный к его времени, дал множество ценных советов. С присущей ему прозорливостью Ломоносов высказал здесь интереснейшие идеи, позднее полностью осуществленные в промышленности. Так, начиная свой труд с описания металлов и полуметаллов, Ломоносов особо останавливается на «пробирном искусстве», нужном для каждого металлурга, чтобы делать анализы. рудного сырья и полученных металлов. Простыми, понятными рядовому мастеру словами он рассказывает, как делать такие пробы, объясняет основы количественного анализа. Приемы пробирного искусства, которым учил Ломоносов, долго сохранялись в научном обиходе металлургии. А многие из них живы и сейчас. Ломоносов пишет в книге о необходимости обогащения руд. Он учит, как надо отделять бедные руды, содержащие мало металла, от богатых. Он предлагает освобождать руды от «пустой», лишен- Лаборатория металлурга. Рисунок из книги Ломоносова «Первые основания металлургии, или рудных дел». 1-62
кой металла породы: просеивать их или отделять ненужные примеси с помощью воды. Далее, описывая устройство печей для выплавки «металлов из руд в слиток», автор настойчиво рекомендует проводить опытные плавки. «Искусные плавильщики, — пишет он, — сперва сысканную руду разными образцами с разными материями через плавление пробуют; и который способ больше металла подаст без излишней траты, тот и употребляют». Далеко вперед смотрел Ломоносов, когда призывал своих современников-металлургов изучать «пробирное искусство»,, делать пробы руд «через плавление», осуществлять обогащение руд. На любом современном металлургическом заводе существует научная лаборатория, посвященная пробирному искусству, где, руководствуясь точнейшими знаниями, трудятся металлурги-исследователи. С помощью точных приборов они кропотливо изучают руды и топливо, проводят всевозможные анализы металлов. Пользуясь данными таких анализов, инженеры руководят работой огромных машин, подготавливающих руды к плавке, регулируют загрузку гигантских доменных и мартеновских печей, устанавливают режим их работы, добиваются выплавки металла высокого качества. Для переработки бедных руд строятся специальные обогатительные фабрики. На одних фабриках руды раздробляются, потом очищаются от «пустой» породы промывкой, сушатся, пропускаются мимо магнитов, улавливающих частицы, богатые металлами. На других фабриках применяются иные способы обогащения. Но цель одна — послать в плавку руду, требующую для восстановления мало топлива, дающую много хорошего, без вредных примесей металла. Само собой понятно, что и исследовательские металлургические лаборатории и обогатительные фабрики наших дней совершенствуют производство на основе новейших научных данных. Но рождению этих данных предшествовали многие десятилетия упорнейшей работы ученых, исследователей, создателей научных основ металлургии. Михаил Васильевич Ломоносов был одним из первых ученых, приложивших руки к этому делу. Интересно остановиться на статье, названной «О вольном движении воздуха, в рудниках примеченном», которой Ломоносов сопроводил свою книгу. Посвятив начало этой статьи исследованию естественного проветривания шахт, Ломоносов создал точную, изложенную «математическим порядком» теорию движения воздушных потоков в шахтах. Блестяще найдя решение частной проблемы, Ломоносов делает замечательное обобщение и применяет свою теорию к изучению движения газов в пещерах и пламенных печах. Значение этой теории для техники и, в частности, для металлургии видно из того, что она дает в руки инженеров верное средство пра^ вильно рассчитывать конструкции плавильных печей, всевозможных воздухонагревателей и других агрегатов, в которых происходит движение нагретых газов, пламени горячего воздуха. Ломоносов указал, что движение пламени, легких и нагретых газов есть результат «выдавливания» этого пламени или газов более тяжелым холодным атмосферным воздухом. 11* 163
Горный институт в Ленинграде — одно из старейших технических учебных заведений мира. Поясним эту мысль Ломоносова примером. Каждому известно, что иногда в спокойную холодную погоду огонь из топки обычной печи рвется в трубу с удивительной силой. Обычно в таких случаях говорят: «тяга хорошая», понимая под тягой силу, как бы всасывающую пламя и дым из печи через трубу в атмосферу. Между тем такой силы нет. Все станет ясным, если мы уподобим печь сосуду, наполненному легкой жидкостью, а атмосферу — тяжелой жидкости, в которую этот сосуд погружен. Если в верхней и нижней частях этого воображаемого сосуда сделать отверстия, то есть открыть топку и заслонку в нашей лечи, то тяжелая жидкость вытеснит содержимое сосуда вверх. Именно такое вытеснение пламени холодным воздухом и происходит в домашней печи. Ломоносов заложил основы гидравлической теории движения пламени и легких газов. Эта теория получила затем свое развитие и завершена ныне трудами выдающегося советского металлурга В. Б. Грум- Гржимайло. К его работам обращаются инженеры каждый раз, когда надо спроектировать новую домну, мартеновскую или нагревательную печь. Книга Ломоносова «Первые основания металлургии, или рудных дел» на протяжении более полустолетия служила русским металлургам прекрасным руководством. Большую помощь оказал великий Ломоносов своим соотечественникам, овладевшим рудными богатствами Урала, Сибири, Алтая, Украины... В 1773 году, спустя десять лет после выхода в свет труда Ломоносова, в истории русской металлургии произошло еще одно крупное событие: в Петербурге состоялось торжественное открытие Горного института, первого гражданского высшего технического учебного заведения в России. Горный институт, из стен которого, выходили прекрасные специалисты, немало способствовал расцвету отечественной металлургии. Не отставали от ученых-специалистов и передовые металлурги-практики, обогатившие нашу горнозаводскую промышленность в конце XVIII —■ начале XIX столетия большим числом важных изобретений и усовершенствований. Так, русскими техниками были построены механизмы для разлива меди и свинца. Они применялись на Сузунском, Барнаульском и других 164
русских заводах. До нас дошел и чертеж одной из этих машин, который в 1798 году «с построенного сочинял унтер-шихтмейстер Андрей Бессонов». Ныне механизированный разлив черных и цветных металлов применяется на сотнях заводов. У домен, у медеплавильных печей стоят механизмы, приходящие на помощь металлургам в самый ответственный момент — в момент выпуска из печи готового металла. Как только откроется летка печи, из нее вырывается ослепительная струя, разливочный механизм вступает в действие. Он принимает подвижную горячую жидкость в лоток и направляет ее в изложницы — формы, в которых металл застывает. По-разному устроены эти механизмы. Если печь маленькая и. формы, способные принять всю плавку, умещаются перед леткой, разливочный механизм снабжают вращающимся лотком, который обходит по очереди изложницы и наполняет их. У больших же печей устанавливаются механизмы с подвижными изложницами. Сцепленные наподобие тракторной гусеницы, они вереницей проходят мимо лотка, наполняются жидким металлом, который за время движения изложницы от лотка к другому концу гусеницы успевает застыть. Затем изложницы по очереди сбрасывают застывшие чушки и возвращаются за новой порцией. Русские металлурги строили печи-вагранки, плавящие чугун для крупных отливок. Уже в 1794 году на Гусевском заводе Баташева существовала литейная с двумя вагранками. Каждая из них давала в день по 60 пудов жидкого чугуна. Вагранки работали и на Сентульском заводе. В нашей стране была построена литейная с вагранками, не зависящими от домен. Чтобы оценить значение этого новшества, вернемся немного назад. Вспомним, что когда появилась домна, большое развитие получило литейное дело. Домны давали много расплавленного чугуна, который и можно было разливать по формам, стоящим тут же у печи. Отлитые таким путем изделия стоили дешево и вполне удовлетворяли заказчиков. Но когда быстро начало развиваться машиностроение, требования к качеству литья повысились. Чтобы строить прочные и хорошие Чертеж разливочной машины, применявшейся на Алтае в 80-х годах XVIII века. Вид современной разливочной Мишины. 165
машины, нужны были и прочные детали. А отливки из только что полученного чугуна, как его называют, чугуна «первой плавки», не отличались прочностью. Чугун первой плавки обычно содержит много примесей, снижающих качество отливки. Затруднение, в которое попали и металлурги и машиностроители, устранили русские новаторы. Они начали строить вагранки — особые печи для приготовления литейного чугуна. Сырьем служил чугун первой плавки. Его загружали в печь, плавили, выжимали вредные примеси, добавляли полезные, а затем разливали по формам. В отличие от доменного чугун, полученный в вагранке, называли чугуном «второй плавки». Теперь машиностроители могли уверенно пользоваться чугунным литьем. Вместе с ростом машиностроения росло и производство чугуна второй плавки, и теперь на каждом заводе, делающем машины, даже самом маленьком, есть свой литейный цех, свои вагранки. Но это еще не все. Заслуга новаторов, создавших первые вагранки, этим не исчерпывается: они нашли применение поломанным частям машин, да и самим машинам, когда те выбывали из строя, отслужив положенный им срок. Если бы весь этот негодный лом оставался на заводских дворах или складах, какие гигантские кладбища металла выросли бы за десятки лет! Какое огромное количество его погибло бы от коррозии, превратилось бы в ржавчину! Когда же изобретатели вагранки построили свои печи, выяснилось, что питать их можно не только «свежим» чугуном, но и металлическим ломом. Так благодаря замечательному изобретению стали возрождать к новой жизни использованный металл. Ныне в металлургическом балансе всех стран так называемый «вторичный металл» играет очень большую роль. РУССКАЯ СТАЛЬ Многими замечательными изобретениями и важными нововведениями отметили русские металлурги рубеж XVIII и XIX столетий. Накануне наступления нового века, в 1798 году, только из двух наших портов — Петербургского и Архангельского — корабли увезли за границу, главным образом в Англию, более 2 миллионов 700 тысяч пудов металла. Огромна была и армия тружеников, занятых на русских рудниках и заводах. К началу XIX века она насчитывала почти полмиллиона мастеровых и приписных крестьян. Это были крепостные, несвободные люди. На их труде, поте и крови зиждилась мощь русской горнозаводской промышленности. А тем временем в Западной Европе и раньше всего в Англии появилась новая, капиталистическая индустрия, основанная на применении машин, на труде наемных рабочих. В этот период в Западной Европе было сделано несколько важных усовершенствований металлургической техники. В 1829 году англичанин Д. Нилсон предложил нагревать воздух, нагнетаемый в доменную печь. Это резко подняло производительность печи, уменьшило расход кокса. В том же году в Англии закончила работу последняя древесноугольная домна. 166
В 1832 году французский металлург Фабер дю Фром предложил использовать отходящие из доменной печи колошниковые газы для нагрева дутья и для обжига руды. Капиталистическая индустрия быстро росла. Количество машин на европейских фабриках и заводах увеличивалось день ото дня. А в России изобретения русских людей отвергались. Зачем было русским заводчикам тратить деньги на машины, когда в стране находилось сколько угодно «даровых» рук! Например, использование колошниковых газов на Урале началось только в 60-х годах прошлого века. А применение горячего дутья — в 70-х годах. Промышленность России стала приходить в упадок, отставать от западноевропейской. Особенно сильно отставала горнозаводская, целиком основанная на нещадной эксплуатации крепостных. В. И. Ленин в своем труде «Развитие капитализма в России» на примере Урала ясно показал причины этого отставания. Он писал: «Но то же самое крепостное право, которое помогло Уралу подняться так высоко в эпоху зачаточного развития европейского капитализма, послужило причиной упадка Урала в эпоху расцвета капитализма». Уже в первом десятилетии XIX века металлургическая промышленность России отстала от английской; затем ее обогнали французская, американская. И »все же отдельные русские техники и в их числе металлурги по- прежнему продолжали творить, по-прежнему шли в первых рядах тогдашних техников. В первые десятилетия XIX века русскими металлургами м'ного было сделано для совершенствования способов получения и обработки стали. В России в основном сталь получали из так называемого «уклада». Способ этот был очень старый. Родился он вскоре после появления домейных печей. Вспомним, что когда главная масса металла начала добываться в виде хрупкого чугуна, металлургам пришлось искать пути передела чугуна в пластичный и козкий металл. И они быстро нашли такой путь. Куски чугуна помещали в горны — небольшие открытые печи, обкладывали раскаленным углем и обдували воздухом. Чугун плавился и по каплям стекал на дно горна. По пути капли попадали в струи дутья, и кислород воздуха выжигал содержащийся в чугуне углерод и другие примеси, придающие металлу хрупкость. Само железо тоже выгорало. Но немного, так как горит оно гораздо хуже, чем, например, углерод. На дне горна скапливался уже мягкий, ковкий металл. Его извлекали из печи в виде раскаленного бесформенного кома. Такой ком, так же как железо, добывавшееся на заре металлургии, называли крицей. Отсюда и название такого способа передела чугуна — кричный. Горн тоже называли кричным. Крицу очищали от шлака, а потом рубили на куски. Русские металлурги называли эти куски металла укладом. Из него можно было приготовить и сталь и мягкое железо. Если уклад насыщали углеродом, он становился сталью, если, наоборот, выжигали остатки углерода, получалось железо. Получение уклада и выработка из него стали были очень медленным, кропотливым делом. Ведь за одну кладку кричный горн давал лишь 50—80 килограммов металла. 167
Неудивительно поэтому, что когда начало развиваться машиностроение и потребность в стали резко возросла, во всех странах усердно принялись за поиски новых методов передела чугуна в сталь. В 1784 году двум английским рабочим — Томасу и Джорджу Кра- недж — удалось изобрести так называемый пудлинговый (от английского слова «пудль» — комок) способ передела чугуна. (Буржуазная исгория техники приписывает это изобретение Генри Корту — заводчику, у которого работали братья Кранедж.) Но этот способ, более производительный, чем кричный, давал, однако, не желанную сталь, а мягкое железо. Металлурги не были удовлетворены этим изобретением, и искания продолжались. Принимали в них участие и русские сталевары, достигшие, особенно в области получения высококачественных сталей, больших успехов. В 1813 году на Боткинском заводе крепостной Семен Иванович Бадаев изобрел новый способ производства литой стали, получивший по имени своего творца название «бадаевская». Бадаевская сталь употреблялась для выделки инструментов и монетных штампов, требующих от металла особо высоких качеств. Деятельностью изобретателя заинтересовалось правительство. Оно выкупило Бадаева за 3 тысячи рублей у крепостника и наградило медалью. Русские сталевары начала XIX века вырабатывали все новые и новые способы производства стали. Вот красноречивая выдержка из одного документа тех времен — сообщения о «способе делания стали на заводах г-на коллежского асессора Ивана Родионовича Баташева». Документ этот был составлен в 1824 году. С законной гордостью писали русские металлурги: «Все сорта сталей, какие доселе известны, с давних времен выделываются на заводах г. Баташева и не только употребляются на свои заводские нужды, но и продаются частным людям и самой казне. Тульский оружейный завод не раз заказывал значительные количества, отдавая здешней стали преимущество перед другими. Самой булат или подражание дама- скинской стали делался на заводах г. Баташева с успехом». Замечательно, что в те годы сталевары баташевских заводов владели секретами выработки «натуральной стали», то есть выплавляли ее прямо из руды. Баташевцы возродили способ прямого восстановления руд, которым пользовались люди тысячелетия назад, когда металлургия делала свои первые шаги. Но это отнюдь не означало возврата к старине. Напротив, это была попытка обогатить технику металлургии. Ведь тот металлургический процесс, который появился с созданием домны и который существует и в наши дни, в какой-то мере уже не удовлетворяет современных нам металлургов. Они стремятся сократить путь от руды до стали, отказаться от получения промежуточного продукта — чугуна. И в этих поисках они обращаются к прямому восстановлению РУД- Второе рождение этого способа произойдет, конечно, на новой, высшей технической и научной основе. Немало уже сделано нашими отечественными металлургами в этом направлении, и, видимо, недалек день, когда способ прямого восстановления железа и стали прямо из руды найдет промышленное применение. Теперь, когда мы стоим накануне такой революции в металлургии, 168
Павел Петрович Аносов. следует по достоинству оценить заслугу баташевских сталеваров, больше ста лет назад создавших свой способ прямого восстановления руд. Плодотворно работали над совершенствованием производства стали и на одном из старейших на Урале — Златоустовском заводе. Этому заводу принадлежит немалая доля той славы, которую завоевала во всем мире в начале XIX века русская сталь. В свою очередь, Златоустов- ский завод очень многим обязан Павлу Петровичу Аносову (1799— 1851), замечательному ученому, трудившемуся на этом заводе долгие годы. Воспитанник петербургского Горного института, Аносов был крупнейшим металлургом первой половины XIX века. Ему принадлежит много оригинальных исследований и научных работ. Главное внимание в своих трудах Аносов уделил производству стали, особенно стали для холодного оружия, выработка которой и в наши дни представляет немалые трудности. Ведь к стали, идущей на клинки, предъявляются строгие и даже противоречивые требования. Она должна быть крепкой, твердой, хорошо держать заточку. Но она должна быть и упругой, гибкой. Идеалом клинковой стали, великолепно сочетающей все эти качества, всегда считался булат, который выковывали когда-то кузнецы древнего Востока. Аносов начал свои работы над клинковой сталью в 1828 году. Уже на следующий год он изготовил великолепный клинок, вызвавший восторженные отзывы специалистов. А вскоре сталь Аносова одержала верх над лучшей сталью того времени. Сталь русского металлурга была тверже, гибче, крепче. Первые успехи окрылили инженера, и он поставил перед собой задачу — раскрыть тайну булата, научиться готовить такие же чудеснейшие клинки. Казалось, Аносов взялся за дело, непосильное одному человеку. Ведь многими столетиями по крупице накапливали свое мастерство оружейники древней Индии, Персии, Сирии. От отца к сыну, от сына к внуку, из поколения в поколение передавали они свое умение подбирать руды, получать из них сталь, ковать и закаливать узорчатые клинки булата. И никому не выдавали оружейники своих секретов. Мастеру, раскрывшему тайну булата, грозило тягчайшее наказание. В начале нашего тысячелетия искусство выделки булата начале гаснуть и к концу XVI века почти совсем исчезло. В XVII веке оно ненадолго возродилось на Руси, в Москве. Старинные документы рассказывают, что в 1616 году оружейный мастер Дмитрий Коновалов выковал из булата зерцало (зеркало), а мастер Богдан Ипатьев делал 169
Сабля из булатной стали. Внизу — вид узоров на поверхности клинка. Вверху — микрошлиф мягкого железа, на котором различимы отдельные зерна металла. Внизу — макрошлиф разреза поковки. Видно расположение волокон металла. булатное оружие. Но мастера Оружейной палаты были последними, кто умел готовить булат. Ко времени Аносова лишь в редких коллекциях сохранились драгоценные клинки, покрытые характерным для булата затейливым змеистым узором. Аносов был не первым исследователем, взор которого притягивали к себе эти изумительные изделия. И до Аносова и одновременно с ним немало ученых в других странах посвящали долгие годы разгадке тайны булата. Известно, например, что занимался этим и знаменитый английский физик Фарадей. Но ни одному из предшественников и современников русского инженера не удалось создать даже отдаленное подобие этой чудесной стали. Единственно, чего смогли достигнуть фабриканты оружия, — это имитации простой стали под булат. На клинках из самой посредственной стали вытравляли кислотой узоры, характерные для различных сортов булата. Русский металлург не испугался трудностей. Он смело принял, как писал он сам, «намерение опытами доискиваться тайны приготовления булатов», чтобы дать земледельцу, ремесленнику, воину орудия из совершенного металла. Аносов напряженно работал несколько лет. Ставили многочисленные опыты, исследуя влияние на сталь различных примесей: золота, платины, марганца, хрома, алюминия, титана. Опыты привели его к заключению, что булат — это соединение очень чистого железа с углеродом. И Аносов начинает новые исследования. Он изучает действие на чистый металл углерода, полученного из различных веществ. Через его руки проходят слоновая кость, рог, сажа, алмаз, различные сорта дерева. Он сплавляет графит с чистыми рудами, с чистым железом. И, наконец, состав найден. Получена сталь с узорчатой поверхностью. И снова опыты. Аносов ищет условия охлаждения слитков, их ковки, закалки. Наконец полный успех. В 1833 году Аносов записывает: «...получен был клинок настоящего булата». Многовековой тайны не стало. Булатная сталь оказалась сложным телом, состоящим из чистого железа и внедренных в него пластинок карбида железа — химического соединения железа с углеродом, служащего как бы скелетом клинка. В булате вязкое, но мягкое железо придает материалу гибкость, а исключительно твердые, но хрупкие, как стекло, пластинки карбида железа сообщают ему крепость, способность хорошо держать заточку. Аносов не удовлетворился достигнутым. В 1837 году он приготовил несколько великолепных, и по механическим качествам и по рисунку, клинков из булатов разных сталей. Он гнет клинки в дугу, крошит ими лучшие зубила, легко рассекает тончайшие газовые платки и соломинки, подброшенные в воздух. С заслуженной гордостью сообщал Аносов о своих клинках: «Это есть без сомнения предел совершенства в упругости, которого в стали не встречается». В чем же не менее удивительный, чем сам булат, секрет победы Аносова, сумевшего в сравнительно короткий срок воссоздать древнее искусство? 170
Секрет заключается в том, что русский металлург действовал как ученый. Он не стал без разбора, вслепую пробовать всевозможнейшие средства. Если бы Аносов избрал эту дорогу, ему не хватило бы жизни. Русский металлург шел к разгадке тайны булата не ощупью, а вооруженный средствами научного исследования, им же самим созданными. Аносов первым понял, что между строением металла, его структурой, то есть видом и размером «верен», из которых он состоит, и механическими свойствами — твердостью, гибкостью и другими — существует глубокая связь. Это великое открытие русского металлурга стало впоследствии краеугольным камнем одной из важнейших точных наук—металловедения, занимающегося изучением связи между строением и свойствами металлов. Первые открытия в этой области знания были сделаны еще в XVIII веке. В 1722 году известный французский ученый Р. Реомюр высказал мысль, что железо, сталь и чугун отличаются друг от друга в химическом отношении только присутствием какой-то примеси, которая и определяет различие их свойств. В 1814 году немецкий исследователь К. Карстен указал, что такой примесью является углерод. До работ Аносова учеными и металлургами были выдвинуты отдельные предложения о природе сплавов. Но только после открытия Аносова металловедение оформилось в самостоятельную* отрасль знания. Аносову принадлежит честь создания тех методов исследования структуры металлов, которые и по сей день занимают главное место в металлографии. Он начал производить так называемое макроскопическое и микроскопическое изучение металла — изучение его структуры невооруженным глазом и с помощью микроскопа. Он протравливал образцы слабой кислотой, которая, действуя по-разному на участки металла, имеющие неодинаковый химический состав, как бы проявляла скрытую до того картину, делала явственными все особенности структуры металла. Аносов применил для изучения строения металлов микроскоп. Еще в 1831 году, в пору своих ранних исканий, он, исследуя металл, записал: «...узоры едва приметны в микроскоп». И здесь Аносову помогло протравливание образцов. Упорная работа над раскрытием тайны булата, над разгадкой секретов сталеварения позволила Аносову добиться и других выдающихся открытий в области производства стали. В 1837 году он опубликовал свой замечательный труд «О приготовлении литой стали». В нем современники русского металлурга смогли найти не только первые теоретические основания процесса производства стали, о котором в те времена существовали самые смутные представления', но и почерпнуть новые способы получения высококачественного металла. Мы знаем, что в те времена для выделки стали использовался уклад, полученный в кричном горне. Сначала его насыщали углеродом — производили так называемую цементацию. Для этого куски металла подолгу нагревали в печах вместе с углем, истертым в порошок. После такой обработки куски цементированного металла помещали в огнеупорные сосуды — тигли — и снова ставили в печь. Углерод, СОЧИНЕННО О БУЛАТЛХЪ .ортите. Ни»*.*. ST., енерал*« СОДХГЖЛЩЕЕ ЖУИМЛ» ОПМТЖИГЬ <Г1Пг* П1 гол» съ отгт&ими адвекциями. КНИГА ВТОРАЯ ЗЛАТО У СТЪ. 1841 года Титул книги Аносова. 171
проникший при цементации только в поверхностный слой кусков уклада, равномерно распределялся по всей массе металла. Такой способ получения стали был и долог и дорог. Аносов доказал, что для насыщения металла углеродом вовсе не обязательно непосредственное соприкосновение с углем. Цементацию, утверждал Аносов, можно провести, используя углерод, имеющийся в топочных газах металлургической печи. Это даже улучшало качество цементации. А главное — теперь ее можно было совместить с плавлением металла, — получался единый процесс! Так русский металлург намного ускорил приготовление литой стали и одновременно поднял качество металла. Важность этого нововведения станет особенно очевидной, если припомнить, что ускорение производства стали было во времена Аносова самой насущной из всех проблем, волновавших тогда металлургов. Замечательная мысль Аносова об использовании для цементации газов находит широкое применение в промышленности наших дней. Этот способ, называемый ныне газовой цементацией, особенно распространен в машиностроении. Он применяется в тех случаях, когда поверхности изделия, сделанного из мягкой стали, надо закалкой сообщить значительную твердость. Малоуглеродистая сталь, как говорят, не принимает закалки. Когда же посредством газовой цементации в поверхностном слое металла увеличивается содержание углерода, этот слой прекрасно закаливается. Как ни значителен был сдвиг, уже произведенный Аносовым в металлургии стали, он не оставлял своих поисков нового способа сталеварения. И в 1837 году добился успеха, создав новый способ выплавки стали, — тот способ, который в наши дни стал основным в металлургической промышленности. Разрез тигельной Русский металлург смело отверг способ производства стали из укла- печи из книги Ано- да. Он получил сталь прямо из чугуна, оставив в стороне медлительный сова «Сочинение кричный ГОрИ. о улатах». qeM отличается чугун от стали? В основном — повышенным содержанием углерода. Его можно уменьшить, добавив к расплавленному чугуну малоуглеродистое железо. Тогда после смешения то же количество углерода будет приходиться на большую массу металла, концентрация углерода упадет. Таким же путем мы уменьшаем соленость воды, добавляя в нее пресную. Сталь из чугуна Аносов получал, сплавляя в тиглях чугун и железный лом (скрапп, как его называют металлурги). Новый способ оказался не только более быстрым, но и более надежным. Аносов применял и другой способ выплавки стали. Он добавлял в тигли с чугуном вместо железа руду. Тогда во время плавки избыток углерода, содержащийся в чугуне, сгорал в кислороде, присутствующем в руде. Великий русский металлург был горячим патриотом, он любил свой народ, прекрасно знал и высоко ценил его созидательную силу. «Россия, — писал он, — богатая железными рудами различного свойства, не бедна и искусными руками». Помощь этих искусных рук русских мастеров, подхваты-
Павел Матвеевич Обухов. вавших каждое начинание Аносова, была одной из причин неизменных успехов всех аносовских дел. Советский народ бережно хранит память о выдающемся металлурге, заложившем начала новой науки о металле — металлографии — и далеко двинувшем вперед металлургическое производство. В 1948 году Совет Министров СССР принял специальное постановление об увековечении памяти великого металлурга. На Златоустовском заводе развернулось творчество и другого выдающегося металлурга XIX века — Павла Матвеевича Обухова (1820— 1869). В 1845 году Обухов окончил с Большой золотой медалью Корпус горных инженеров и уехал из Петербурга на Урал — тогдашний центр русской металлургической промышленности. Проработав несколько лет на Серебрянском и Кувшинском заводах, молодой инженер переводится в 1851 году на Юговский завод. Здесь начинает он свои опыты изготовления литой стали. Опыты, однако, не удалось довести до конца: помешала техническая отсталость завода. Оборудование его, считавшееся совершенным в XVIII веке, к середине XIX столетия оставалось почти неизменным и устарело. Юговский завод не был исключением. Горнозаводская техника всей страны ко времени Обухова уже десятки лет была скована оцепенением, в которое ввергла ее политическая и экономическая отсталость самодержавной России. На Урале, как и столетие назад, главным двигателем было вододей- ствующее колесо. Даже в 1864 году, век спустя после того, как великий Ползунов повел войну с «водяным руководством», там более 9/ю мощности вырабатывали водяные двигатели. Крымская война 1854— 1856 годов показала, как экономически отстала крепостническая Россия от капиталистической Европы. Во время войны, увидя, наконец, громадные недостатки в снабжении армии оружием, правящие круги вынуждены были обратить внимание на военную промышленность. Обухова, уже зарекомендовавшего себя прекрасным специалистом, в 1854 году перевели в центр горнозаводского округа, на Златоустовский завод, где были еще живы славные аносовские традиции. Там Обухов продолжал свои опыты над литой сталью. Он поставил перед собой сложную задачу — найти способ приготовления стали для орудийных стволов. В ту пору армии и флоты всего мира держали на вооружении бронзовую артиллерию. И хотя очевидно было превосходство прочных сталь- 173
Надпись, вычеканенная на стволе знаменитой стальной пушки Обухова. ных пушек, способных принимать большие пороховые заряды и дальше метать ядра, артиллеристы вынуждены были ждать, пока металлурги отыщут подходящие сорта стали. А составить желанные рецепты оказалось делом настолько нелегким, что даже во времена Крымской войны, в которой применялись паровые суда, электрический телеграф и другие новейшие технические средства, с обеих сторон гремели залпы архаических бронзовых орудий. Правда, эти залпы оказались лебединой песней бронзовой артиллерии. Скоро бронзу сменила сталь. В этом .трудном деле у Обухова почти не было предшественников. Только Аносов в конце своей жизни занимался опытами по отливке стальных пушек и в 40-х годах создал первый образец стального орудия. Зато людей, одновременно с Обуховым стремившихся к той же цели, было множество. Во Франции, Англии, Германии, Австрии военнопро- мышленники, подогреваемые мечтами о барышах, лихорадочно искали способы отливки стальных орудий. Прошло немногим больше года с начала деятельности Обухова на Златоустовском заводе, а результаты его работы уже привлекли к себе внимание специалистов. В декабре 1855 года на завод прибыла даже особая комиссия, чтобы на месте убедиться в успехах металлурга. Комиссия провела сравнительные испытания ружейных стволов из литой стали Обухова и стволов германской, крупповской выделки. При усиленном пороховом заряде крупповские стволы разрывались на восьмом выстреле, обуховские — на четырнадцатом. Восторженный отзыв комиссии, а с отзывом и проект широкой организации сталепушечного дела, предложенный Обуховым, были немедленно посланы в Петербург. Там, однако, не торопились с рассмотрением этого вопроса. Только в мае 1857 года с обуховским проектом познакомился министр, который решил провести еще одни испытания—в большом масштабе. Торжество обуховской стали не ограничивалось победой в испытаниях стволов. Убедительно говорили о превосходстве русского изобретения и другие факты. Обуховская инструментальная сгаль рубила английскую, одинаковой закалки. Инструменты для обработки кожи — струги — из заграничной стали обделывали 50—80 кож, из обуховской —2 000—2 500. В 1857 году Обухову была выдана привилегия на изобретенный им способ производства высококачественной стали. В 1859 году, когда были отпущены нужные средства, началось изготовление опытной партии Стальных пушек. Попав из канцелярий в энергичные руки самого изобретателя, поставленного во главе нового производства, дело пошло быстро. В марте 1860 года первые стальные пушки были уже отлиты. Пойле пробной стрельбы в Златоусте их отправили в Петербург. Там изобретение Обухова ждал полный триумф. Пушки показали себя очень прочными и, как говорят артиллеристы, живучими. Струи раскаленных пороховых газов, обычно довольно быстро уродующие канал ствола (от этого орудие теряло точность боя), казалось, бессильны были причинить какой-либо вред металлу. ...Пятьсот, тысяча, две тысячи выстрелов, а ядра летят так же, как и При первом выстреле. 174
...Три тысячи выстрелов! Ядра летят по-прежнему точно. Такого поразительного результата испытаний никто не ожидал. На стволе одной из этих удивительных обуховских пушек была вычеканена надпись: «Отлита в 1860 году на Князе-Михайловской фабрике из стали Обухова, выдержала более 4 000 выстрелов». Этот красноречивый документ славы русской металлургии был передан на хранение в Артиллерийский музей. В 1862 году эта пушка побывала на Всемирной выставке в Лондоне, где вызвала немало восторженных отзывов. Жюри выставки присудило ее творцу высокий приз. Царское правительство, убежденное всемирным признанием успехов Обухова и подстегиваемое воспоминаниями о парижской мирной конференции, где пришлось расплачиваться за крымские неудачи, решило, наконец, шире развернуть сталепушечное производство. Были организованы два новых сталепушечных завода — в Перми и Петербурге. Появление стальных орудий резко повышало мощность артиллерии. Перед военной техникой встала задача — найти надежные средства защиты против артиллерийского огня. Особенно остро нуждались в этом военные корабли. В только что закончившуюся эпоху бронзовой артиллерии они строились из дерева и были теперь совершенно беззащитны перед новыми мощными стальными пушками. Защитить корабли могла только сталь, броня. Толстые стальные плиты навешивались на борта и палубы судов. Так родились первые броненосные корабли — предшественники целых броненосных флотов, созданных впоследствии всеми морскими державами. Строительство броненосных судов наталкивалось на многие трудности. Главнейшая из них заключалась в производстве самой брони. Броня и толстые стальные листы изготовлялись только ковкой под паровыми молотами. Это был очень длительный процесс, который Современный стан для прокатки _, О DOrLfzn hit л. TLjLhLi. к тому же давал броню посредственного качества. Новый способ производства брони, блестяще разрешивший труднейшую задачу техники, изобрел выдающийся русский инженер Василий Степанович Пятов (1824—1897). Он разработал и осуществил способ производства брони с помощью прокатки стали в валиках мощных обжимных станов. В. С. Пятов начал свою творческую деятельность на Урале, на знаменитом Златоустовском заводе. Потом переехал в Вятскую губернию, где управлял Слободскими горными заводами. Здесь, на Холупицком заводе, в 1856 году и заработал построенный Пятовым первый в мире 175
броневой стан, который катал броню толщиной в 4,5 дюйма (114 миллиметров). Прокатка металла использовалась металлургами и до изобретения Пятова. Первый проект прокатного стана был, по-видимому, предложен еще Леонардо да Винчи. Есть сведения о том, что в XVI веке прокатный стан работал в Германии на франкфуртском заводе. Еще столетие спустя прокаткой пользовались при изготовлении монет. Начало прокатки железа в калиброванных валках было положено в 80-х годах XVIII века на заводе Г. Корта в Англии. Большое значение изобретения Пятова заключалось в том, что он первый осуществил прокатку толстых стальных плит. Броня, изготовленная станом Пятова, была несравнимо лучшего качества, чем получавшаяся ковкой, и стоила в десятки раз дешевле. Изобретение Пятова упразднило главную трудность в создании и развитии броненосного флота. Однако значение вклада русского инженера в технику значительно больше — оно открывало новую эпоху в металлургии. Стан Пятова для прокатки брони — предшественник гигантских блюмингов и слябингов, занимающих важнейшее место в современном металлургическом производстве. В. С. Пятов стремился поставить свое изобретение на службу русскому флоту. Он писал в морское министерство: «Понимая громадное значение своего изобретения для целого света и убежденный собственным опытом в его возможности, но желая принести особую пользу своему отечеству... прошу допустить меня выполнить свой проект на счет правительства на одном из казенных заводов; ...помимо технических преимуществ... представлялись бы миллионные сбережения для нашего государства». В министерстве по-своему отнеслись к замечательному проекту. «Авторитетная» комиссия высмеяла изобретателя, сославшись на то, что... «ва границей так плиты не делают». Комиссия и великий князь Константин Николаевич, шеф военно-морского флота, к которому тоже обратился Пятов, обещали проверить правильность его предложения и узнать мнение о нем иностранных промышленников. Но только когда в Англии в 1861 году заработал мощный прокатный стан, превращавший слитки в толстые стальные плиты, выгодность прокатки брони стала очевидной и для русского морского министерства. И царское морское министерство решило за громадные деньги купить у английского заводчика право использовать на русских заводах изобретение, которое было на несколько лет раньше сделано в России! Возмущение Пятова и других честных людей, знавших об этой истории, ни к чему, конечно, не привело. ТРУДЫ ЧЕРНОВА Петербургский сталепушечный завод, во главе которого находился Обухов, был построен по последнему слову техники. В кузнечном цехе были установлены мощные паровые молоты, в механических — металл обрабатывали самые совершенные станки. При заводе устроена была й лаборатория, оснащенная новейшими машинами для испытания металлов. 176
Прекрасными знатоками своего дела были рабочие завода, большей частью опытные златоустовцы, привезенные Обуховым с Урала в столицу. Дела нового завода, пошедшие вначале хорошо, вскоре, однако, начали разлаживаться. Большое число пушечных стволов разрывалось при первых же пробных стрельбах, как будто сделаны они были не из знаменитой обуховской стали, а из самого посредственного металла. Причины этих разрывов были совершенно непонятны. Нередко из одной партии стали получались и отличные и негодные стволы. Значит, дело было не в составе металла. В правительственных кругах кое-кто уже злорадствовал: «Не могут в России делать стальные пушки; пора, пока не поздно, закрывать завод», — таков был смысл шедших там разговоров. Тщетно исследовав непонятное явление, взволнованный Обухов решил обратиться за консультацией в петербургский Технологический институт. Там он познакомился с Дмитрием Константиновичем Черновым (1839—1921)—молодым ученым, успевшим уже показать себя сведущим металлургом. Ему Обухов и поручил поиски причин разрывов Стволов. С увлечением принимается двадцатипятилетний Чернов за дело. Дни и ночи проводит он в кузнице и на заводском полигоне. Сравнение металла разорвавшихся стволов с металлом, из которого получились отличные стволы, помогает ему найти путеводную нить. Металл осколков имеет крупное зерно, а у образцов, отрезанных от доброкачественных стволов, зерно мелкое. Значит, дело не в химическом составе металла. Причины разрывов скрыты в особенности его строения, структуры. Молодой исследователь пытливо изучает весь путь металла — от сталеплавильной печи до готового ствола. Чернов проковывает образцы, нагретые до разных температур, и убеждается: в одних условиях металл приобретает желанное мелкозернистое строение, в других становится крупнозернистым, что и делает его менее прочным. Двигаясь шаг за шагом, ученый находит наивыгоднейший режим нагрева слитков перед ковкой, наилучшие условия самой ковки. Завод перестал выпускать негодные пушки. Больше того, Чернов так глубоко проник в тайны образования структуры металла, что возрождал, делал годными для дальнейшей обработки даже ранее забракованные заготовки. Умело подбирая режим температурной и механической обработки стволов, он добивался того, что крупнозернистая структура металла поковок сменялась более прочной, мелкозернистой. Данное Черновым решение оказалось гораздо более важным, уем это представлялось вначале, в первых его беседах с Обуховым. В 1868 году Чернов доложил Русскому техническому обществу о результатах своей работы на Обуховском заводе. Этот доклад, скромно названный «Критический обзор статей г.г. Лаврова и Калакуцкого о стали и стальных орудиях и собственные Д. К. Чернова исследования по этому предмету», в скором времени был опубликован в «Записках» общества, а затем перепечатан многими иностранными журналами. Идеи, раскрытые русским ученым в докладе, совершили настоящий переворот в металлургии. На свет появилась новая наука! 12 Рассказы 177
Все, что было известно о тепловой и механической обработке стали до Чернова, представляло собой собрание множества отдельных практических рецептов и сведений, накопленных металлургами за многие века. Рядом с действительно драгоценными, надежными, проверенными долголетним опытом сведениями о стали можно было встретить и ложные, порой полуфантастические представления о сути явлений, происходящих при получении стали и ее обработке. И так же, как невозможно пользоваться коллекцией, подлинные экспонаты которой ссыпаны кучей вперемешку с поддельными, нельзя было в хаосе отрывочных и случайных знаний о тепловой обработке Дмитрий Константинович Чернов. стали найти надежное руководство для практики. Металлурги, успешно справлявшиеся с простыми заказами, нередко заходили в тупик, когда надо было получать металл каких-либо особых качеств и свойств. А в годы Чернова запросы потребителей металла становились с каждым днем все разностороннее и сложнее: в то время бурно росло машиностроение, быстро развивался железнодорожный и водный транспорт. Без науки о стали немыслимо было движение вперед всей этой машинной техники. Но чтобы создать такую науку, надо было разобраться в накопленных за века знаниях, отбросить неверные представления, упорядочить, привести в систему правильные. Сделать это можно было, только проникнув в самую суть явлений, происходящих в металле при различных способах его обработки. Дерзкую попытку вырвать у природы эти важные для человека тайны сделал, как мы знаем, Аносов. Он высказал замечательную мысль о связи качеств металла с его строением и указал способы изучения металлов. Но большего он сделать не мог. Слишком слабы были возможности тогдашней физики и химии. Ко времени Чернова могущество этих наук неизмеримо возросло. Русский ученый умело применил их в своих исследованиях и раскрыл многие тайны металла. О чем же говорил Чернов в своем докладе? Он утверждал, что сталь при нагревании не остается неизменной, а претерпевает при определенных «критических» температурах структурные превращения. Они и влекут за собой изменения свойств ст&ли. Поразительно, что в годы, когда еще и в помине не было рентгенографии, позволившей изучить атомно-молекулярное строение веществ, и в том числе металлов, Чернов связывал критические превращения в стали с изменением взаимного расположения молекул в кристаллах металла. Б78
Микрошлифы одного и того же куска металла после различной обработки. Верхний — до ковки. Отчетливо видна хаотичность структуры металла. Второй и третий — после предварительной ковки. Нижний — после окончания ковки. Повседневная практика руководимых Черновым обуховских металлургов еще задолго до открытия рентгенографии подтвердила мысли великого ученого. Чернов определил моменты, когда в стали происходят замечательные превращения, то есть нашел те самые «критические точки» а, Ъ, с, которые в наши дни известны металлургам всего мира как «точки Чернова». «Сталь, как бы тверда она ни была, — сообщал он в своем докладе, — будучи нагрета ниже точки а, не принимает закалки, как быстро ее ни охлаждали; напротив, она становится значительно мягче и легче обрабатывается пилою». Это положение принесло металлургам научное понимание одного из самых важных процессов — закалки стали. Пользуясь терминологией нашего времени, мы можем следующим образом представить себе процессы, протекающие в стали при нагревании. Кристаллическая решетка железа, составляющего основу стали при обычной температуре, подобна кубу, в вершинах и в центре которого расположились атомы железа. При нагревании выше точки «о», при которой сталь приобретает темно-вишневый цвет, атомы в кубической ячейке меняют свое расположение. Теперь они занимают места в вершинах куба и центрах его граней. Если металл после этого медленно охладить, то восстановится прежняя, кубоцентрированная кристаллическая решетка. ^ Но если охлаждение провести быстро, например окунуть раскаленный кусок стали в воду или в масло, атомы не успеют перестроиться. Они как бы застынут на своих местах. При цормальной температуре будут существовать кристаллы, свойственные раскаленному металлу. В этом заключается секрет большей твердости закаленной стали. Очевидно, пока не произойдет нужной перестройки атомов с помощью нагревания, сталь, как бы близка ни была температура ее нагрева к точке а, не примет закалки. Не менее важным оказалось для металлургии и значение точки Ь, открытой Черновым. «Сталь, будучи нагрета ниже точки Ь, не изменяет своей структуры... — заявил далее Чернов. — Как только температура стали возвысилась до точки Ьу масса стали Часть диаграммы состояния сплава же- лезоуглерод: справа — современный вид, слева — участки диаграммы, определенные Черновым. С 0,0 О С 0,5% С 2% л±Л Л С 00 *Llc I I CQ9%\ С 2% 12* 179
Структура стального слитка. Видны различные группы кристаллов, образовавшиеся в процессе затвердевания расплавленного металла. В верхней части слитка пустота — усадочная раковина. быстро переходит из зернистого (или, вообще говоря, кристаллического) в аморфное (воскообразное) состояние». Говоря языком современных металлургов, в точке b происходит новая перестройка кристаллической решетки железа, приводящая к дроблению кристаллов металла на более мелкие. Металл, имеющий мелкозернистое строение, обладает лучшими механическими свойствами. Поэтому нагреванием выше точки b и последующим охлаждением можно добиться повышения качества металла. Этот широко используемый металлургами способ называется от- ИП1ГиМ. При ковке так же важно знание этой критической точки. Ковку следует заканчивать при температуре точки Ь. Тогда, как писал Чернов, «...вместе с изменением куска в данную форму мы не дадим ему кристаллизоваться и по возможности приблизим структуру его к аморфной массе». Говоря об аморфном состоянии металла, Чернов и здесь имеет в виду мелкокристаллическое строение. Ученый-металлург блестяще иллюстрировал свой доклад фактами, рассказав собравшимся, что с тех пор, как на Обуховском заводе при обработке орудийных стволов начали руководствоваться его указаниями, разрывы стволов совершенно прекратились. Открывая металлургии новые перспективы развития и совершенствования, основоположник науки о металлах закончил свой доклад пророческими словами: «Что касается вообще до проводимых мною идей, то я уже получил упреки в том, что слишком смело высказываю свои выводы, но пусть же я покажусь еще смелее и выскажу окончательное заключение из своих наблюденией в следующих словах: вопрос о ковке стали при движении его вперед не сойдет с того пути, на который мы его сегодня поставили». Чернов определил, что у сталей с различным содержанием углерода различны и критические точки. Он проследил изменения, происходящие в железных сплавах, содержащих разное количество углерода, и построил основы диаграммы состояния сплава железоуглерода. Ныне эту диаграмму мы найдем в любом учебнике о металлах и увидим в любой лаборатории, которая хоть немного занимается черными металлами. Но дорогой ценой заплатил новатор за свое великое открытие. Изучая раскаленные, ярко светящиеся образцы металла, Чернов безнадежно расстроил зрение. И тем не менее он не прекратил работы. Открытия, сделанные Черновым, привлекли к себе внимание многих ученых, 'подхвативших и развивших его идеи. Обширные исследования превращений в железе, стали и чугуне были проведены французским инженером Ф. Осмондом — одним из продолжателей Чернова. Вооруженный термоэлектрическим пирометром — прибором, изобретенным французским ученым Ле Шателье, — Осмонд уточнил значение температур, при которых происходят превращения в железоуглеродистых сплавах. Французский исследователь определил микроскопическое строение отожженной и закаленной стали. А$0
Прошло несколько лет с тех пор, как был опубликован труд о критических превращениях стали. И снова Чернов докладывает Русскому техническому обществу. «Материалы для изучения бессемерования» — так названа была им работа, имевшая исключительно большое значение для металлургии. В 1855 году англичанин Бессемер открыл новый способ передела чугуна в литую сталь. Способ этот состоял в продувании сжатого воздуха сквозь толщу жидкого чугуна, налитого в огромную реторту — «бессемеровскую грушу». В кислороде воздуха, пронизывающего металл, происходило выгорание примеси чугуна, который превращался в сталь. Изобретатель, однако, не смог придать открытому им способу нужное совершенство, и широко пользоваться в промышленности этим способом без значительных исправлений было невозможно. Главная причина, заставлявшая металлургов вносить поправки в английское изобретение, крылась в неприспособленности процесса к переделу чугунов с различным составом примесей. В мире нет в точности одинаковых руд. Поэтому одни чугуны богаче кремнием и марганцем, а другие беднее. Это и принудило металлургов разных стран переделывать способ Бессемера на свой лад. На Обуховском заводе под руководством Чернова было разработано свое бессемерование. Об этом и докладывал Чернов. Однако он не ограничился приспособлением метода Бессемера для русской металлургии. Чернов научно раскрыл сущность бессемерования, показал, что этот процесс распадается на четыре периода, дал признаки начала и конца каждого из них. Ученый разработал теоретически обоснованный режим сталеварения. В этом труде металлурга сталевары всего мира нашли прочную основу для успешной практики. С проблемой сталеварения связан и другой замечательный научный труд Чернова — теория затвердевания, кристаллизация стальных слитков. Рождению этой теории предшествовали тревожные годы в металлургии. Во всех странах металлурги были озабочены низким качеством стали, выплавляемой только что распространившимися бессемеровскими и мартеновскими печами. Сталь получалась неоднородной, рыхлой,1 пузырчатой. Огромные усадочные раковины и пустоты в толще слитков делали их непригодными для дальнейшей обработки. Еще больше беспокоило сталеваров то обстоятельство, что с увеличением веса отливок росли и дефекты в них. Напрасными оставались все попытки устранить эти пороки. Не помогали ни перестройки печей, ни другие ухищрения. Казалось, на пути сталеваров встала сама природа металла. Своими трудами Чернов вывел металлургов из тупика. Чернов показал, что причины низкого качества стальных слитков следует искать не в недостатках печей, а в неправильной разливке жидкой стали, в неправильном режиме ее затвердевания. Он учил, что разливка стали не механическая операция, а сложный и важный для качества стали металлургический процесс. Лишенный возможности непосредственно наблюдать и изучать ёо всех деталях кристаллизацию расплавленной стали, ученый прибегнул к своеобразному моделированию. 181
Он тщательно, во всех деталях, лабораторно исследовал этот процесс на примере кристаллизации различных солей. Схему затвердевания, режим охлаждения, найденные таким образом, он приложил затем к металлу. И практика показала абсолютную правильность пути, по которому шел гениальный русский ученый. Предложенный Черновым метод разливки металла до сего дня служит надежнейшим средством получения металла высшего качества. Затвердевание, по теории Чернова, начинается с появления так называемых центров кристаллизации, из которых затем выбрасываются оси будущих кристаллов. Раньше всего рождаются кристаллы там, где металл соприкасается с охлаждающими его стенками изложницы. Другими словами, жидкий металл покрывается тонкой коркой. Это замедляет остывание, и кристаллы, образовавшиеся позднее, получаются больших размеров. Они теснят друг друга, переплетаются и искривляются. Но сверху слитка, в пустой полости, образовавшейся из-за сокращения объема металла, — в усадочной раковине — иногда вырастают огромные кристаллы правильной формы. Чернову, собиравшему коллекцию таких свободно выросших кристаллов, посчастливилось найти в усадочной раковине стотонной отливки замечательный стальной кристалл весом в 3,45 килограмма. Изображение этого кристалла, известного под именем «кристалла Чернова», можно встретить почти в каждой и русской и иностранной книге, посвященной металлографии. Научное наследие Д. К. Чернова включает еще ряд исследований труднейших вопросов металлургии. Он определял и изучал напряжения, возникающие при остывании слитков, при ковке, в стволах артиллерийских орудий. Это исследование и поныне служит отправным моментом для всех проектировщиков пушечных стволов. Значение новаторской деятельности Д. К. Чернова неисчерпаемо. Глубокий ум, исключительная наблюдательность, умение проникнуть в суть явлений, направленные стремлением принести как можно больше пользы родине, дали ему возможность блестяще решить важнейшие проблемы металлургии. Труды Чернова нашли заслуженное признание. «Дар наблюдательности, проникновенность в анализ явлений, широта -обобщений — отличительные черты трудов Чернова, черты, изобличающие в нем ум необыкновенный», — писал о Чернове французский ученый-'металлург Монгольфье. Замечательный вклад в сокровищницу отечественной металлургии внес Михаил Константинович Курако (1872—1920) — человек, которого по праву можно назвать великим доменщиком. Прекрасное знание сложнейшего доменного процесса, редкое умение управлять работой огромных печей, подлинная чудесная способность «исцелять» домны — характерные черты Курако как инженера. Став в 1903 году начальником доменного цеха Краматорского завода, Курако начинает и свою плодотворную конструкторскую деятельность. Он прославился созданием оригинальных устройств и механизмов 130
доменной печи Все южные заводы тех времен, а также и наши советские домны оборудованы фурмами, горнами, желобами и холодильниками конструкции Курако. Курако изобрел колошниковый прибор, позволивший правильно распределять загружаемые в печи материалы — руду, топливо и флюсы. За границей же автором этого прибора несправедливо называют американца Макки. Первым из металлургов Курако доказал преимущества домен с широким горном. Им был составлен проект автоматизированной домны, осуществить который ему в условиях царской России не удалось. Михаил Константинович Курако. Курако много сил и энергии вложил в создание отечественных высококвалифицированных кадров доменщиков. Его учениками являются многие из выдающихся советских металлургов. * * ♦ Дело, начатое Аносовым и Черновым, было продолжено их учениками и последователями. В 1876 году вышла в свет первая работа выдающегося металлурга АоТьфонса Александровича Ржешотарского (1847—1904), творчество которого было связано с тем же Обуховским заводом, где работал Д К. Чернов. Ржешстарский основал первую микрофотографическую лабораторию, послужившую прообразом подобных лабораторий, которые стали появляться затем на многих русских и заграничных заводах. Важнейшим достижением металлургии явилось налаженное Ржешо- тарским на заводе научное исследование микроструктуры стали и процесса ее закалки в соответствии с черновской теорией. Ученый немедленно прилагал свои открытия к практике завода. В результате завод давал металл замечательно высокого качества. В 1898 году Ржешотарский обобщил результаты работы лаборатории и издал научный труд и атлас «Микроскопические исследования железа, стали и чугуна». Об этой работе академик А. А. Байков писал впоследствии: «Можно смело сказать, что не только в нашей, но и в европейской литературе нет другого труда, столь полного исследования этого вопроса и притом примененного непосредственно к практическим целям, и в этом отношении исследование это навсегда остается классическим». Теоретическую металлургию развивали и гениальный ученый-кристаллограф Евграф Степанович Федоров и создатель физико-химического анализа академик Николай Семенович Курнаков. Вся многолетняя творческая жизнь Федорова была посвящена изучению кристаллов. Автор 480 научных трудов, Федоров особенное 183
внимание уделял геометрической кристаллографии — науке, изучающей формы кристаллических решеток и законы их построения. Геометрическая кристаллография Федорова, наука, основанная им, дала надежный ключ к познанию структуры кристаллов, а вместе с тем структуры и свойств вообще всех твердых тел. Родоначальник и другой науки — кристаллохимического анализа, Федоров своими трудами неизмеримо расширил и углубил наше понимание молекулярного и атомного строения вещества. Его открытия имели решающее значение для развития множества специальных наук. Академик Н. С. Курнаков посвятил свою плодотворную деятельность изучению влияния химического состава вещества на его физические свойства. Его труды оставили яркий след в истории металлургии. Современные исследователи, инженеры-производственники и инженеры-конструкторы повседневно сталкиваются с необходимостью определить те или иные свойства металлов и сплавов. Помогают им десятки диаграмм, составленных академиком Курнаковым. Диаграммы рассказывают инженеру о твердости, вязкости, плотности, упругости, электропроводности и других физических свойстёах сплавов. Богатейшее научное наследие Курнакова и работы его учеников завоевали русской физико-химической науке мировое признание. Большой вклад в металлургию внес и Д. И. Менделеев. Великий ученый был страстным поборником индустриального прогресса родины. Две стороны деятельности Менделеева взаимно связаны. «... Науки, так сказать, дружат с промышленностью, и они совокупными усилиями хлопочут, как могут, об «общенародном благе», — писал сам Менделеев. Примером хлопот ученого об «общенародном благе» может служить замечательный прогноз развития металлургии. Этот прогноз он выдвинул в связи со своим другим предначертанием будущего техники — проблемой подземной газификации углей. (Подробней об этой работе Менделеева мы будем говорить в главе «Науки о земле».) Рисуя грандиознейшие перемены, которые принесет всей промышленности подземная газификация углей, Менделеев писал, что «можно было бы этим способом сделать много промышленных, особенно металлургических дел». «Я полагаю, — провозглашал он, — что придет со временем опять пора искать способов прямого получения железа и стали из руд, обходя чугун». Свет русского гения озарил будущее двух важнейших отраслей промышленности — угледобывающей и металлургической. Но ни угледобывающая, ни металлургическая промышленность не смогли в то время отказаться от старых методов работы, двинуться по новому, указанному Менделеевым пути. Только советской социалистической промышленности оказались по плечу и прямое восстановление руд и подземная газификация угля. Уже заложены и действуют шахты без шахтеров, отдающие нам высококалорийное топливо и ценнейшее химическое сырье в виде газа. На очереди осуществление гениального предвидения Менделеева о получении стали и железа прямо из руд. 184
* * * Огромный исторический путь прошла металлургия от примитивных сыродутных горнов до мощных доменных и мартеновских печей. Великая Октябрьская социалистическая революция, направившая все силы науки и техники на службу народу, позволила далеко вперед продвинуть и научную и прикладную металлургию. В условиях социалистического планового хозяйства металлургия имеет все возможности для своего расцвета. Мы уверенно планируем будущее нашей могучей металлургии, крепнущей с каждым годом. В нашей стране выросла новая, технически высокосовершенная, мощная металлургическая промышленность. Наука о металле получила прочную опору во вновь созданных научно-исследовательских институтах и лабораториях. Труды советских ученых-металлургов М. А. Павлова, И. П. Бардина, А. А. Байкова, Н. Т. Гудцова, А. А. Бочвара и десятков их учеников и последователей прокладывают новые пути в науке о металле. Трудясь на благо Родины, советские металлурги — доменщики, сталевары, прокатчики — добиваются невиданной производительности агрегатов.
МЕХАНИКИ И СТРОИТЕЛИ Механика — основа всех инженерных наук. Она вооружает нас умением создавать станки, машины и механизмы, возводить различные сооружения, рассчитывать силы водяных и газовых потоков, движущих турбины или обтекающих корабли и самолеты. Велик и многообразен мир, создаваемый строителями и зодчими. Они возводят наши жилища, корпуса фабрик и заводов, здания школ и больниц, театров и музеев, они воздвигают башни и арки, строят мосты и метрополитены. Большую роль в становлении и развитии механики и инженерных наук сыграли труды русских ученых, строителей, конструкторов. ТВОРЦЫ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ Еще в глубокой древности Русь славилась своими умельцами — литейщиками, оружейниками, ювелирами, строителями ветряных и водяных игельниц. Рано возникло и токарное дело. Материалы археологических раскопок показывают, что уже в VIII веке наши предки применяли токарную обработку. Еще совершеннее стала техника ремесел в период Киевской Руси. Русские изделия вывозились в другие страны. Славилась, в частности, своей добротностью проволока, изготовленная мастерами, искусно владевшими техникой волочения. После свержения монгольского ига, на время затормозившего рост русской техники, она снова начала развиваться. Средневековые русские мастера умели делать сложные механические устройства — часы, хитроумные замки, сверлильные и токарные станки, станки для чеканки монет, ткацкие станки, самопрялки, копры для 'забивания свай, подъемные сооружения, лесопильни. Русские мастера искусно поднимали на высокие башни огромные колокола. Книги, выпущенные одной из первых русских типогра- 186
фий, основанной Иваном Федоровым в 1563 году, поражают совершенством полиграфического оформления. Русские ткани, оружие и многие другие изделия славились во всей Европе и Азии. Опыт, накопленный русскими ремесленниками, создал благодатную почву для развития промышленности, особенно сильно шагнувшей вперед в начале XVIII века. Токарный станок создан в глубокой древности. Однако долгое время он оставался крайне примитивным. Работать на нем было трудно, а изготовить точные детали и вовсе невозможно. Но в XVIII веке в конструкцию станка было внесено добавление, коренным образом преобразившее токарный станок и способствовавшее развитию машиностроения. Мы говорим о суппорте. Когда-то токарь работал на станке, держа резец в руках. Суппорт — механический держатель резца — заменил руку токаря. Он дал возможность работать легко, быстро и так точно, как этого требовали задачи машиностроения. Созданный некогда как часть токарного станка, суппорт к нашим дням стал непременной принадлежностью самых различных металлорежущих станков — строгальных, долбежных, карусельных. В каждом из них есть могучая стальная «рука», крепко держащая главный рабочий орган станка — резец. ...В ленинградском Эрмитаже бережно хранятся несколько токарных станков. На медной станине одного из них надпись: «...Начало произвождения к строению махины 1718-го решена 1729 году. Механик Андрей Нартов». На этом станке есть суппорт, механический держатель резца. Суппорт имеется и на станке, построенном ранее, в 1712 году, — есть основания полагать, что этот станок построен Нартовым вместе со своим товарищем механиком Юрием Курносовым. Но не только суппортами славны станки, сконструированные гениальным русским механиком Андреем Константиновичем Нартовым (1680— 1756). На этих станках с большой для того времени точностью воспроизводились не простые геометрические формы, характерные для машинных деталей, а значительно более сложные. На станках Нартова изготовлялись замысловатые по своим очертаниям изделия — кубки, подсвечники. Воспроизводились на металле копии с медалей, монетные штампы, из слоновой кости барельефы, причем резец механически повторял движения стального пальца, ощупывающего копируемый образец. Много нового в технику внес русский механик, им была, в частности, сконструирована торцовозубчатая передача под прямым углом. Создав такие станки, далеко в будущее шагнул Андрей Нартов. Сейчас, когда в первых рядах многочисленной армии машин стоят станки- автоматы, мы с гордостью сознаем, насколько велик был творческий подвиг русского механика. Другое важное изобретение в области механики было сделано современником Нартова, солдатом петровской армии Яковом Батищевым. В знак победы над шведами Петр I прибил к стене своей комнаты шпагу поверженного Карла XII. На клинке ее была выгравирована Печатный станок Ивана Федорова. Один из токарных станков Нартова, снабженный суппортом. ~-та 187
Суппорт токарного станка. надпись: «Побежден лучшим оружием». В числе тех, кто способствовал созданию этого лучшего оружия, был и Яков Батищев. Прикомандированный к Тульскому оружейному заводу, Батищев сумел хорошо поставить там производство ружей и пушек. Однако он прославился не только как крупнейший организатор производства, но еще более как создатель многих новых оригинальных станков. Стремясь облегчить труд рабочих и ускорить изготовление оружия, Батищев изобрел целую серию вододействующих машин для сверления стволов, для опиловки их, для зачистки стволов с поверхности и изнутри. В основу конструкции своих машин Батищев положил замечательный принцип: станки обрабатывали не по одному изделию, а по нескольку сразу. Историограф тульских оружейных заводов писал о станках Ба- тищева: «В нижнем этаже поставил он два станка для сверления двадцати четырех стволов на каждом. В верхнем было двенадцать пильных стани ков, а на каждом обтиралось по двенадцати стволов вдруг пилами, в три- дцать фунтов каждая; потом восьмью личными пилами чистились поверхности стволов, а четырьмя отделывались грани у казенного конца: внутренность чистилась четырьмя смыкальными (шустовальными) пилами». На станке Батищева рабочий-отдельщик мог обрабатывать шестнадцать стволов в день — в восемь раз больше, чем при работе вручную. В наши дни, когда машиностроительные заводы-гиганты выпускают в день сотни автомобилей, велосипедов и других машин, станки, дающие возможность обрабатывать одновременно несколько деталей и именующиеся многопозиционными, стали одним из основных типов станков. Большим новшеством была и цилиндроконическая передача, которая появилась в позднейших, более совершенных образцах станков Б'атищева. Оружие, сошедшее с батищевских станков, многие годы славно служило русским воинам. Много замечательных мастеров, новаторов техники, трудилось вместе с Батищевым на Тульском оружейном заводе: братья Демидовы, оружейник Никифор Пиленко, литейщик Семен Баташев, строитель домен и пушечных вертелен, — как называли тогда станки для расточки орудийных стволов, — Степан Трегубов, мастер Марк Сидоров, спроектировавший новый оружейный завод в Туле, и сотни других прекрасных знатоков оружейного дела. Благодаря трудам этих выдающихся русских техников Тульский оружейный завод завоевал свою славу. Академик Василий Зуев в извест- Многопозиционные станки Батищева ном описании своей поездки из Петербурга в Херсон, опубликованном в 1781 году, не случайно начал рассказ о Тульском оружейном заводе такими словами: «Вот краткое описание места, которое столько славы и чести дает городу Туле не только в Российском государстве, но и в прочей Европе». Многое из того, что вошло в арсенал современной техники, родилось здесь, на русских заводах. J 88
Американские историки техники большое значение придают событию, случившемуся в конгрессе США в 1798 году. В зал конгресса, рассказывают они, фабрикант Элий Уитней принес десяток ружей. Ружья разобрали. Уитней смешал все детали. Затем, к удивлению присутствующих, он снова собрал весь десяток ружей, беря для каждого ружья первые попавшиеся детали. Каждая часть любого ружья была в точности подобна одноименной части во всех остальных девяти ружьях. Одноименные части были взаимозаменяемыми. За десятки лет до Уитнея взаимозаменяемости в изделиях добились тульские оружейники; причем способ, которым они пользовались для достижения своей цели, был более совершенным и выгодным. Кропотливо, вручную подгоняли мастера Уитнея детали одного вида под размер детали-эталона. Восемь лет потребовалось его заводу для изготовления 10 тысяч ружей. Туляки работали по-другому. Детали изготовлялись без постоянной оглядки на образец. Взаимозаменяемость достигалась тем, что рабочий пользовался набором специальных измерительных инструментов — калибров. Каждый калибр был предназначен для изделия одного определенного размера. Для измерения диаметров отверстий туляки пользовались цилиндрическими калибрами, похожими на пробки; для контроля внешних размеров изделий применялись калибры, напоминающие скобы. Деталь, как правило, характеризуется несколькими размерами. Поэтому для каждой детали рабочий имел набор соответствующих калибров. Пользуясь этим набором, он добивался того, что одноименные детали выходили из его рук строго одинаковыми. О применении калибров в России говорят уже очень давние документы. Например, предписание, составленное в 1715 году по приказу Петра I для людей, занятых приемкой оружия, указывает: «На оружейных тульских и олонецких заводах делать драгунские, брабантские фузеи и пистолеты калибром против присланных от его царского величества медных образцов...» Другой документ — указ графа Шувалова, направленный им в 1761 году Тульскому оружейному заводу, — подтверждает: «На каждую оружейную вещь порознь мастерам иметь меры, или по заводскому обыкновению называемые лекалы, за заводским клеймом, или печатью оружейной канцелярии аккуратные, по которым бы каждый с пропорцией всякую вещь при делании приводить мог, без того вещи одна с другою во всем точного равенства не имеют...» Путь, избранный русскими оружейниками, был правильным. Машиностроители всего мира и сейчас добиваются взаимозаменяемости деталей, применяя калибры. Современные предельные калибры, применяемые машиностроителями. Изобретатель парового двигателя Иван Иванович Ползунов (о его деятельности говорилось в главе «Русские металлурги» и будет подробнее сказано в главе «Создатели двигателей») сделал неоценимый вклад и в машиностроение. Создавая свою «югне- действующую машину», Ползунов оснастил 189
ее многими механизмами: устройством для автоматического питания котла, цилиндрической воздуходувкой и т. д. Мы уже говорили и будем говорить подробнее об этих изобретениях. Сейчас же, оценивая достижения Ползунова в области механики, мы хотим подчеркнуть, что Ползунов был конструктором, построившим машину целиком металлическую. Идею своего универсального парового двигателя он воплотил в металл — материал прочный, стойкий и надежный. До Ползунова в машинах почти все части изготовлялись из дерева. Техника обработки металла была в то время невысока. Ползунов же металла не боялся. Им были созданы превосходные металлообрабатывающие станки, приводимые в действие гидравлическими двигателями. В те же годы русскими механиками, действовавшими в другом конце России, было сделано важное изобретение. В 1770 году в Петербург для постамента памятника Петру I была доставлена огромная скала весом в 1 200 тонн. Эта громадина проделала многоверстное путешествие. Гравюра того времени дает возможность представить, как выглядело устройство, примененное русскими техниками для передвижения этой огромной глыбы. Скала катилась на бронзовых шарах, которые были уложены между желобами специально отлитых обойм. Конструкция эта была прообразом подшипников качения. В наши дни подшипники качения — шариковые и роликовые — получили широчайшее распространение. Значительно уменьшая трение, они дали возможность технике вступить в область высоких скоростей. 190
Создатель множества замечательных машин и аппаратов, о которых читатель узнает из других глав книги, — самоходного судна, оптического телеграфа, прожектора, самоходной коляски, — Иван Петрович Кулибин прославил русскую механику и своими знаменитыми часами и автоматами. Часы Кулибина, хранящиеся сейчас в Ленинграде,—шедевр механического искусства. Целая феерия, сопровождающаяся музыкой, разыгрывается миниатюрными героями внутри этих небольших, с гусиное яйцо, часов. Их механизм состоит из нескольких сотен деталей. Будучи придворным механиком, Кулибин создал десятки разных диковинных автоматов. Его механический слон ворочал хоботом, а сидевший на слоне вожак-автомат управлял им и ударял в колокол. Двор растрачивал бесценный талант Кулибина на конструирование забавных безделушек, оставляя без внимания его великие изобретения. Но и в «увеселительные механизмы» Кулибин внес много нового и ценного для всей механики. Строя машины-игрушки, Кулибин заложил основы конструирования механизмов-автоматов/ Создатель машин, могущих воспроизводить сложные движения, Кулибин явился одним из провозвестников автоматики. Замечательным строителем автоматических механизмов был современник Кулибина — ржевский изобретатель Терентий Иванович Волосков. Его часы — это поистине чудо механики. Видевший их русский писатель Ф. Н. Глинка писал: «Взглянув на часовую доску, вы упадите ее всю испещренную кругами: это целый месяцеслов, или в уменьшенном виде картина неба. Там движется серебряная луна со всеми ее изъяснениями; там протекает золотое солнце по голубому горизонту, который сжимается и распространяется по мере прибавления и умаления дня. Захотите ли узнать о настоящем годе, месяце, числе, о том, в каком положении луна или в каком знаке небесного пути находится солнце? Взгляните только на часы и тотчас все это видите!» Только по одному этому творению Волоскова, являвшегося автором и многих других изобретений (он строил оптические и астрономические приборы, делал краски), можно понять, какое большое дарование жило в ржевском механике. Казенная царская наука предала, однако, забвению имя крупнейшего механика своего времени — Терентия Волоскова. Такая же участь постигла и Родиона Глинкова — изобретателя пря- дильно-чесальной машины, хотя известно, что еще в 1760 году в России уже работала механическая прядильная фабрика, построенная в Серпейске Родионом Глинковым. Число замечательных русских изобретателей-механиков росло, несмотря на полнейшее равнодушие власть имущих, а то и прямое их противодействие. Плодотворно трудился Лев Сабакин. За три года — с 1800 до 1803 — Сабакин создал: пожарную машину, весы новой конструкции, Знаменитые кулибинские часы. Астрономические часы Волоскова. r-MAixr-tf-anrc 191
Иван Петрович Кулибин. машину, вырезавшую из листов металла кружки — заготовки для монет, печатный стан для тиснения монет, две винторезные машины, цилиндрические мехи без коленчатого вала, значительно более производительные, чем обычные кузнечные, сверлильную машину для обработки больших цилиндров и многое другое. Крупные изобретения принадлежат младшему современнику Льва Сабакина — Алексею Сурнину. Продолжая дело Нартова, он создал автоматизированные станки для самых разнообразных операций. Станки Сурнина рассверливали по нескольку оружейных стволов, делали хомутики и винты, просверливали отверстия в шейных штыках и т. д. Все эти операции производились без постоянной опеки рабочих. Станки нужно было только заправить, а потом, приводимые в движение водяными колесами, они работали самостоятельно. Подобных станков другие страны в то время не знали. Только немногие из своих замыслов смог воплотить в металл^и дерево Алексей Сурнин. Большая часть его изобретений так и осталась проектами. Мы упоминаем лишь о небольшой доле изобретений из множества проектов машин, станков, новых технологических способов, коренных технических усовершенствований, рожденных изобретательской мыслью русских механиков. В 1811 году по проекту известного русского инженера Бетанкура была построена первая в России паровая землечерпалка. Директор Ижорского завода докладывал морскому министру, что паровая машина, «равнозначная в силе 15-ти лошадям», была установлена на плоскодонном судне. После опробования и некоторых доделок землечерпалка начала работать. Длина рабочего органа машины — бесконечной цепи с черпаками — обеспечивала возможность работы на глубине до 7,5 метра. Для доставания со дна крупных камней, оторвавшихся якорей и прочих больших предметов у землечерпалки имелось особое, храповое, устройство. Машина с успехом работала в Кронштадте около восьми лет. В книге Петра Мельникова, вышедшей в 1836 году, можно прочесть о замечательном изобретении, сделанном русскими инженерами. Для рыхления породы они использовали силу мощной водяной струи, выбрасываемой особым устройством — «водометом». Это так называемый гидромонитор. Гидромониторы ныне широко применяются на строительных работах. Ценнейшее изобретение сделал в 1863 году казанский студент-медик П. П. Княгининский, создатель «автомата-наборщика» — автоматической наборной машины. 192
Иван Иванович Ползунов у созданного им парового двигателя.
Механическая прядильня Глинкова. бану, соединенному с одним из полюсов элекТри __*Своего р0Да верстия, касались барабана. На этот раз каждая у бление для в РВИде того или иного электрического сигнала^ при захватывания литер, получая такие c^f^i швлека*о ные литеры и переносило их в верстатку ^6щ^^^^ 0. дите^ГтГз^ин ч^сТнТби а°л дЖо знаков, то есть по ско- Р^сТнТскупал современным ™борв«--^«^ нд ,Б жт раньше Автоматическая.машинаmf^^n^eHHB же электричество вЛГб™ойНтехн2ике:Ъ^иГнскиТна полвека* опередил других изобретателей автоматической наборной машины. КОНСТРУКТОРЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН Огромные массы людей заняты в сельском £%^*%£££ ^i^Z-^Г^^ З^»™ изобретатель- екая мысль. „^ттеттлр и яетояные мельницы и желез- Давно на Руси появились водяные и ветряные жерновов, ные плуги. Мельницы применялись ш; ^о/ля врашени ^^ Их энергия использовалась для приведения ьдс С*аш автомата-наборщика Я. Княгининского: I — магазин с литера- ми; 2 — электрическое устройство для управления автоматом; 3 — колесо для ручного привода машины; 4 — противовес. 193 13 Рассказы
Tuti/л книги И. М Комова. ЗЕМЛЕДЪЛЬНЫХЪ 0РУД1ЯХЪ. К*ллежскимЪ АсспхяромЪ, земледклЬ Профессором!». Московской Гукертя Директора Экономш Помощником!*, Больндо Зкопомичеаого и Башскаго для оводрения .5емлед*л1я,рукодел1й и торгов учрежденного общества ЧленомЪ устройств. Соловецкий летописец XVI века сообщает, что Филипп Колычев, построив мельницу, использовал ее как двигатель для созданных им: толчеи; самоходной телеги, которая «сама насыпается, да и привезетца да и сама высыплет рожь на сушило»; решета, которое «само сеет и насыпает и разводит розно крупу и высейки»; мехов, которые использовались для веяния зерна. Устраивались Колычевым и пильные мельницы — лесопильни. Механизированные способы молотьбы хлеба, орошения садов и огородов и переработки сельскохозяйственных продуктов применялись в Измайлове, крупном царском поместье близ Москвы, изобретателями Андреем Криком и Моисеем Терентьевым. В 1665 году они придумали механическое водосливное устройство — «как хлеб водою молотить», и «как провести воду из пруда к виноградному саду», то есть поднимать ее с помощью изобретенного ими устройства на значительную высоту и подавать на поливку в виноградный сад. Конструированием сельскохозяйственных машин занимался талантливый изобретатель И. П. Кулибин. Известна, например, построенная им оригинальная сеялка. Академик В. Ф. Зуев в 1781 году в письме в Академию наук сообщал, что он встретился в Туле с оружейником Бобриным, который изобрел высокопроизводительную стальную жатвенную машину, управляемую одним человеком. Другой талантливый механик, Соболев, как писал Зуев, построил «молотиловязальню». Известная тогда молотилка с тридцатью «молотилами» приводилась в движение парой лошадей. Молотилка же Соболева с одной только лошадью имела 70 «молотил». В другой молотилке Соболева — ручной — было 50 «молотил». Идея создания машин для сельского хозяйства увлекала многих передовых русских людей. В 1785 году профессор земледелия Московского университета И. М. Комов опубликовал первую в России книгу «О зем- ледельных орудиях». Через шесть лет, в 1791 году, эта книга вышла вторым изданием. Комов мечтал о создании производительных сельскохозяйственных машин и орудий, которые облегчат труд земледельца. Страстно призывал он в своей книге к поискам нового. Как мы увидим дальше, мечта Комова была осуществлена. Первый в России завод сельскохозяйственных орудий и машин был создан в Москве в 1802 году. Выпускал он главным образом молотилки. Заводы сельскохозяйственного оборудования возникли потом и в других местах. Однако сельскохозяйственное машиностроение очень долгое время находилось в России на крайне низком уровне. Только когда в нашей стране стал развиваться капитализм, наступило некоторое оживление в этой области промышленности. Помещики не были заинтересованы в механизации сельского хозяйства. Некоторые из них с откровенным цинизмом заявляли, что крепостной крестьянин — это самая универсальная машина. Проекты сельскохозяйственных машин, создаваемые русскими новаторами, как правило, оставлялись без внимания. В 1817 году инженер Василий Гурьев составил проект первого тягача для сельского хозяйства. Изобретатель возлагал большие надежды на свой «сухопутный пароход». 194
По этому проекту одна машина-в 20 лошадиных сил приводила в действие 20 плугов и проходила по десять верст в час. Ею управляли два или три работника. В день эта машина могла поднять 50 десятин крепкой -почвы и заменить 300 лошадей. «Нигде, — писал Гурьев, — употребление самоходных паровых машин не может быть так удобно, как на ровных степях России». Русский патриот с надеждой смотрел в будущее. «...Наши степи у когда-нибудь будут пахаться машинами, и тогда сама собой учредится и уборка хлеба машинами», — писал он. Изобретатель Андрей Вешняков создал молотиловеяльную машину. Испытания этой машины состоялись 25 апреля 1830 года в Вольном экономическом обществе. Члены общества признали, что «молотиловеял- ка г-на Вешнякова имеет перед изобретенными в Европе машинами сего рода неоспоримое преимущество как простотою и малосложностью своего устройства, так и верностью действия». Машина обрабатывала в час до 200 снопов сырого хлеба, а сухого — до 300 снопов, вымолачивая колосья и очищая зерна. Наживавшиеся на даровом труде крестьян крепостники не заинтересовались и построенной в 1833 году Н. И. Жегаловым «колосожатной машиной». При движении этой машины, которую толкала лошадь, колосья, как ножницами, срезались подвижным резцом, укрепленным впереди тележки, и ссыпались в мешок. Достоянием архива стала и «колосожатка» П. А. Григорьева, описанная им в 1833 году в «Земледельческой газете». Машина Григорьева срывала колосья при помощи гребневых ножей. В 1844 году кузнец Кобылинский изобрел машину для уборки картофеля. Одна такая машина, приводимая в движение лошадью, заменяла ручной труд многих крестьян. Весьма интересна была конструкция «многорукого» механизма этой машины. Механическая лопата ее подкапывала клубни, движущаяся решетка отсеивала землю, а элеваторная лента принимала картофель. Это был в какой-то степени прототип современного картофельного комбайна. В царской России это изобретение было отвергнуто. В 1926 году о русском кузнеце сообщалось в немецком журнале «Техника в сельском хозяйстве». Много сельскохозяйственных машин было изобретено в России во второй половине XIX века. Превосходную жатвенную тележку сконструировал в 1860 году П. А. Зарубин (1816—1886). «Зарубин мог бы разбогатеть этим изобретением, — писала газета «Петербургские ведомости»,— но он напечатал в специальных журналах и поместил в газетах заявление: «Желая доставить всем и каждому возможность самому делать изобретенную мною тележку, я напечатаю обстоятельное ее описание». Действительно, в № 4 журнала «Сельское хозяйство» за 1860 год было напечатано описание его изобретения. От колес тележки через вертикальные шкивы движение передавалось бесконечной цепи, на внешней стороне которой находился ряд острых ножей. Над ножами расположена была гребенка с острыми зубьями. Когда цепь двигалась, то колосья, 13* 195
попадающие между ее ножами и зубьями гребенки, срезались словно ножницами. И это изобретение так и не нашло применения. Однако технические предложения новаторов не пропадали. Они обогащали конструкторский опыт. «Замечательно, что по крайней мере половина жатвенных машин, изобретенных в последнее время в Европе и Америке, обязана существованием нашим соотечественникам», — писал тогда «Журнал Министерства государственных имуществ». Дело в том, что по существовавшим в России законам изобретатель, если он хотел получить привилегию, то есть право на промышленное производство своей машины, вносил в казну пошлину — несколько сот, а иногда и тысяч рублей. Внести столь большую сумму могли очень немногие наши механики. Такие законы царского правительства выгодны были иностранным предпринимателям, имевшим в России свои заводы сельскохозяйственного машиностроения. Наши изобретатели вынуждены были продавать им свои проекты. В те времена родилось еще одно выдающееся изобретение. В 1868 году в селе Борисовском Тверской губернии Бежецкого уезда работала невиданная машина, одновременно жавшая и молотившая хлеб. Ничего подобного не было до этого. Самыми совершенными машинами для уборки хлеба считались тогда жатки и молотилки. Создал новую машину Андрей Романович Власенко. Об изобретении этой хлебоуборочной машины писала «Земледельческая газета» 4 января 1869 года. Прошение «ученого управителя» Андрея Романовича Власенко о выдаче ему десятилетней привилегии на изобретенную им машину под названием «конная зерноуборка на корню» поступило в Департамент земледелия и сельской промышленности в конце 1868 года. В следующем году привилегия на машину, которая сразу выполняла работу жнейки и молотилки, была выдана. Описание машины Власенко мы находим в его статье, напечатанной в 1868 году в «Трудах Вольного экономического общества». «Цель и назначение такой машины, — писал он, — как показывает само название, убирать хлеб прямо с корня зерном. Всякому и малознакомому с земледелием известно, сколько отнимает рабочих рук уборка хлеба и молотьба и с какими часто сопряжены бывают затруднениями и потерями для хозяйства эти работы, особенно в степных губерниях, где не редкость, что хлеб остается неубранным. Название в народе времени жатвы временем страдным доказывает вполне, как тяжко достается селянину уборка хлеба. Заведенные в некоторых хозяйствах жатвенные машины, конечно, облегчают уборку хлеба, но сравнительно немного, особенно там, где хлеб не жнут, а косят. Все это навело меня на мысль искать другого способа уборки хлеба, а именно: уборки прямо зерном с корня. После долгих разысканий наилучшего способа, который соответствовал бы цели, я, наконец, достиг, по-видимому, желаемого результата, устроив такую машину, которая снимает хлеб прямо зерном, так что требуется только одно отвеивание зерна от мякины. Опыт с этой пробною машиной был мною произведен в Бежецком уезде Тверской губернии: 8 сентября над овсом в селе Борисовском имении княжны Е. Г. Гагариной, 19 сентября над ячменем в селе Зиновьеве, принадлежащем Н. А. Арнаутову». 196
Новая машина облегчала труд и сберегала много зерна. Понятен интерес, какой проявили сельские хозяева к новой зерноуборке. К Власенко посыпались многочисленные письма с просьбой дать подробное описание своей универсальной машины. «Моя машина, — отвечал он в печати,— состоит из трех частей: первая — это косилка для срезывания колосьев, она вынесена вправо от машины. Вторая часть — простая планочная передача, транспортирующая колосья в барабан молотилки. И третья — сама молотилка, сзади которой находится большой деревянный ларь, в него ссыпается обмолоченное зерно вместе с мякиной. Вся машина передвигается 2-мя лошадьми при одном погонщике». В этом описании Власенко уже по-новому назвал свою машину — жнея-молотилка. Такая машина, по словам изобретателя, была в 20 раз производительнее ручного способа уборки хлеба и в 8 раз превышала производительность жнейки «Маккормик», сохраняя при этом от 10 до 30 пудов зерна на десятину, которые терялись американской жнейкой. По описанию Власенко, применение его комбинированной машины, жнеи-молотилки, дает сильное ускорение уборки и обмолота. Две машины Власенко построил на свои средства. Машины испыты- вались в присутствии официальных представителей. В первый день машина убрала 4 десятины овса, а во второй за 10 часов сжала и обмолотила больше 4 десятин ячменя. В то время когда комбайны Власенко работали на полях Тверской губернии, подобная же машина, созданная М. Глумилиным, испытыва- лась в Самарской губернии. Об этом Глумилин сообщал в письме, опубликованном в «Земледельческой газете» № 1 за 1869 год: «Вот уж третий год, как я работаю над машиной, состоящей из вращающегося барабана двухаршинной длины, получающего свое движение посредством передачи от ходовых колес, втягивающих и вымолачивающих стоящий на корню хлеб. Мою готовую уже машину видели многие из господ помещиков... При больших наших запашках она принесет, бесспорно, громадную пользу не только облегчением и улучшением уборки, но уже и тем, что мы благодаря ей станем в независимое положение. Любопытно было бы узнать, как устроена машина г. Власенко и нельзя ли нам соединенным трудом оказать еще скорее эту важную услугу хозяйству». Ни новизна технической идеи в машине Власенко, ни общественное мнение, подтверждающее огромную практическую ценность этой машины, не могли, однако, сломить равнодушия к русскому изобретению со стороны царских чиновников. В 1870 году в Австро-Венгрии открылась Всемирная выставка, где были показаны новейшие конструкции сельскохозяйственных машин всех стран. Однако Россия не смогла продемонстрировать замечательного изобретения Власенко, так как казна не отпустила средств на транспортировку машины. До полного износа работали в Бежецком уезде две комбинированные машины Власенко, но производства их царское правительство так и не организовало. На коллективное ходатайство авторитетных ученых и многих землевладельцев об изготовлении машин Власенко последовал отказ министра земледелия. 197
Прогрессивные русские ученые, например профессор П. А. Костычев, положительно отзывались об изобретении, однако у царских чиновников творцы новых уборочных машин не нашли поддержки. ЗОДЧИЕ Архитектор — это инженер. Замыслы архитектора основываются на точном знании законов механики и свойств строительных материалов, на точных математических расчетах, которыми пользуются и творцы машин или механизмов. Но назвать архитектора только деятелем техники было бы ошибочным. Прежде чем взять в руки рейсфедер и логарифмическую линейку, зодчий действует карандашом и кистью. Архитектор соединяет в себе и художника и инженера. Творческое воображение художника для архитектора столь же необходимо, как и знание законов физики. В созданиях зодчих, как и в произведениях других искусств, заключено идейно-художественное содержание. В архитектуре, как и в литературе, музыке, живописи, отражается общественное сознание, духовная культура общества; ознакомление с архитектурными памятниками помогает нам всесторонне изучать эпохи, в которые они создавались. Было бы неверным видеть в каждом из памятников зодчества отражение идеологии одних лишь господствующих классов, их художественных вкусов. Ведь архитектурные сооружения возводил народ. В лучших произведениях мировой архитектуры запечатлелись мысли и чувства народа, его надежды и устремления, память о событиях из его истории. ния ские План собора Софии Киевской. Наш народ сумел создать глубоко самобытную архитектуру. Творе- русских зодчих вошли в сокровищницу мировой архитектуры. Рус- зодчие внесли свой вклад и в историю строительной техники. Самые древние из сохранившихся до наших дней памятников русской архитектуры принадлежат Киевской Руси. Именно в Киевском государстве появилось широкое развитие монументальной каменной архитектуры. Памятников гражданского зодчества Киевской Руси, к сожалению, не сохранилось. Они погибли в годины тяжелых схваток с завоевателями. Только раскопки и летописи рассказывают нам об этих детищах юной русской архитектуры. Уцелела небольшая часть церковных зданий. Церкви того времени — могучие сооружения с толстыми стенами, узкими, как бойницы, окнами — играли роль крепостей, служили надежным прибежищем для женщин и детей во время пожаров и набегов врагов. Глядя на произведения древних зодчих, нельзя не дивиться и инженерному мастер- 198
ству строителей, умевших возводить величественные стены, арки, купола. С восхищением писали современники о гигантском киевском Софийском соборе, заложенном в 1037 году в память победы над печенегами. Это один из древнейших памятников русской архитектуры. Постройка этого здания была новым словом в зодчестве. Взять хотя бы то, что строители сумели возвести на нем 13 глав. Величественные размеры, стройные пропорции, роскошная мозаика и фрески на стенах покоряют своим совершенством. Зодчие Киева и других городов юга Киевской Руси разработали оригинальную технику кладки. В качестве основного строительного материала использовался особый тонкий кирпич — плинфа. Возводя стены, строители укладывали плинфу так, что на поверхности стены получались чередующиеся полосы выступов и углублений. Углубления затем заполнялись специальным розовым раствором, так называемой це- мянкой. Стена получалась нарядной, испещренной цветными полосами. Во многом сходна с киевской архитектура древнего Чернигова. Но зодчие этого города внесли в строительство и много своего, нового. Монументальное русское зодчество стремительно развивалось и на северо-западе Киевской Руси, например в Полоцке. Замечательно новгородское зодчество. В нем слились воедино традиции, издавна здесь сложившиеся, с архитектурными мотивами, пришедшими из Киева. Влияние Киева сказалось и на строительной технике новгородцев. Новгородский архитектурный стиль оказал влияние на все развитие русской архитектуры. Для него характерна не только монументальность сооружений, но и подчеркнутая строгость, простота архитектурных форм. Водопровод древнего Новгорода. Мостовая Новгорода в XI—XII веках (по фотографии раскопок 1952 года). "^М -5*г1§Ш?^ЩК?^ 199
Превосходный образец этого стиля — Новгородская София, построенная в 1045—1050 годах. В ее величаво-спокойном, строгом облике, в белой глади стен, в лепных украшениях как бы запечатлелась героическая суровость новгородцев. Замечательными сооружениями украсили свой город зодчие. Но гитлеровские варвары нанесли Новгороду — этой сокровищнице древнерусского искусства — жесточайшие раны. Фашистские изуверы не пощадили жемчужину мирового искусства, любоваться которой со всех концов земли съезжались искусствоведы и мастера зодчества. Любители искусства изучали логически ясную, исполненную мужественной красоты архитектуру, чудеснейшие фрески, сплошным ковром выстилавшие стены изнутри. Сейчас многие памятники восстановлены. Образцы архитектурного творчества, очень близкие по духу архитектуре Новгорода, создавал младший брат Великого Новгорода — Псков. Техника строительства и благоустройства городов Киевской Руси стояла на высоком уровне. Недаром Киевское государство в других странах называли Гардарикой — страной городов. На очень высоком уровне стояло в древней Руси и строительство оборонительных укреплений — кремлей, крепостей. Об этом рассказывается в главе «Для защиты Родины». Период Владимиро-Суздальской Руси XII—XIII веков ознаменовался новым подъемом русского зодчества. Здесь среди яркой зелени лугов, на берегах зеркальных, спокойных равнинных рек родилась архитектура необычайно поэтическая. Владимиро-суздальские зодчие умели достигать гармонии создаваемых ими сооружений с окружающей природой. Они строили из белого камня. Этот местный материал зодчие использовали с поистине виртуозным мастерством. Белоснежные гладкие стены украшались резьбой. Так, не вводя в сооружение никаких материалов, кроме известняка, зодчие умели сделать здание праздничным, необыкновенно нарядным. Знаменитый Успенский собор во Владимире долгие годы служил образцом, который изучали русские и иностранные зодчие. Характерные черты владимирского стиля видны в здании церкви Покрова. Это стройное здание высится на берегу светлой реки Нерли. Глыбы белого камня пригнаны мастерами так, что кладки не видно. Здание кажется выточенным из единого куска, точно огромная статуя. Стены отделаны резьбой, скромной и тонкой. Формы здания просты: Золотые ворота во Владимире. 200
вытянутый кверху пятигранник завершается маленьким куполом на небольшой башенке. Это изящное сооружение гармонирует с окружающей его яркой зеленью деревьев и светлой Нерлью, легко и естественно входит в пейзаж. Оно заслуженно считается одним из шедевров мировой архитектуры. * * * Нахлынувшие в 1237 году татаро-монгольские орды принесли Руси неисчислимые бедствия. Развитие культуры, и в том числе зодчества, на долгие годы было задержано. Но по мере того как под ударами русского народа звено за звеном распадалась цепь татарского ига (окончательно оно было сброшено в 1480 году), вместе со всей культурой стало неуклонно возрождаться и русское зодчество. Москва становилась центром Руси. Начался новый блистательный период русского зодчества. Еще задолго до падения Золотой Орды строители Москвы окружили свой город тесным кольцом монастырей-крепостей. В 1367 году, при Димитрии Донском, Кремль был обнесен каменными стенами. Героическая Куликовская битва, показавшая единство и силу русского народа, окрылила его, пробудила его творческие силы. Умело восприняв лучшие традиции новгородского и владимиро-суздальского зодчества, московские мастера создают формы, выражающие новое содержание, создают новый архитектурный стиль. Рождению нового стиля помог рост техники. Московским строителям было под силу создавать уже значительно более сложные архитектурные композиции и конструкции, чем их предшественникам. Была разработана сложная форма купола, так называемый кокошник. Возводя ряды кокошника, ярусами поднимающиеся вверх, московские зодчие придавали своим зданиям устремленность ввысь. При строительстве больших зданий зодчие нередко применяли механизацию для подъема материалов. Во многих старинных документах можно найти упоминание о «веко- шах подъемных, простых», «веко- шах кирпичного подъему с колесом железным», «колесах водолейных» и других механизмах, использовавшихся строителями. 201
В конце XV и начале XVI века в Москве воздвигаются сооружения, определившие собою весь облик Кремля, одного из красивейших в мире архитектурных ансамблей. На холме вырастают Успенский и Архангельский соборы, Княжеский дворец с его прославленной Грановитой палатой. В 1489 году псковские мастера возводят Благовещенский собор. Была начата постройка 82-метровой колокольни Ивана Великого, так удачно дополнившей кремлевский ансамбль, который в главных чертах сохранился до наших дней. Бурно развернулось и строительство оборонительных сооружений. Могучие стены кремлей вырастают в Москве, Туле, Коломне, Зарайске, Можайске, Серпухове. Расцвела культура русского народа, объединившегося в единое государство. Блестящего расцвета в XVI веке достигло русское строительное искусство. Обычный жилой деревянный дом сооружался в Москве за один день. Секрет быстроты постройки заключался в том, что дома делались разборными и в таком виде продавались. 202
строился по приказу Ивана Грозного как форпост для похода на Казань. Сооружения для будущего города изготовлялись в лесах у верховий реки Свияги. Каждую деталь нумеровали, затем сооружение разбиралось, и его части сплавлялись вниз по реке к месту, выбранному для постройки. Другие артели строителей встречали эти детали и собирали их. За один год было построено множество домов и три километра кремлевских стен, высота которых в некоторых местах доходила до восьми метров. В деревянных сооружениях русские достигали виртуозного мастерства. Древние деревянные храмы были подчас гигантских размеров, высотой до 70 метров. Используя архитектурные мотивы деревянных шатровых церквей, русские зодчие создали в 1532 году шедевр мирового искусства и инженерного мастерства — церковь в селе Коломенском близ Москвы. Формы, присущие деревянному строительству, они сумели запечатлеть в камне. С Москвы-реки на пути к Коломенскому еще издалека виднеется белый каменный шатер. Легко вздымается восьмигранное сооружение, Этот памятник архитектуры вызывает удивление у человека, взглянувшего на него глазами инженера. На 60 метров ввысь возносится шпиль! Сооружение в Коломенском можно сравнить с самыми большими зданиями Западной Европы: собор в Амьене имел высоту 47 метров, а в Бове — 47,5 метра. Коломенское здание лишь чуть ниже собора Нотр-Дам в Париже. Изумительно, что громадный каменный шатер церкви держится без всяких колонн и подпорок внутри. Опираясь своим основанием на стены, он висит на головокружительной высоте. Без излишнего утолщения стен строители сумели привести в равновесие всю систему возникающих в сооружении сил. Они решали задачи, которые, как признают современные инженеры, представляют большие трудности даже теперь. История не сохранила нам имени строителя Коломенской церкви, о которой современники-летописцы говорили: «Зело чудна высотой и красотой и светлостью, таковы не бывали прежде сего на Руси». И действительно, не было тогда подобного строения не только на Руси, но и во всей Европе. Всемирной славой пользуется собор Василия Блаженного — гордость русской архитектуры, создание гениальных зодчих Ивана Посника и Бармы. Собор был воздвигнут в 1556— 1560 годах в память взятия Казани. Торжественный, играющий всеми цветами радуги, с его девятью затейливыми главами, составляющими гармоническую композицию, он как бы олицетворяет радость победы. Зодчие показали себя не только замечательными художниками, но и гениальными инженерами. Сделав железный каркас, объединив хорошо сопротивляющийся сжатию кирпич с железом, зодчие придали всем конструктивным элементам сооружения необыкновенную прочность. Это помотло им разрешить труднейшие инженерные задачи. Владея секретом упрочения каменной кладки, Барма и Посник сумели придать своему строению изумительную легкость. Много оригинального в конструкции этого здания, например устройство плоского перекрытия. 203
Смешанная металло-кирпичная конструкция вошла необходимым звеном в строительную технику последующих веков. Исследования показывают, что древние зодчие не пользовались еще рабочими чертежами, точным изображением здания с указанием размеров всех его частей. Строительные чертежи появились лишь в конце XVII века. Тем удивительнее, что строители могли создавать такие сложные конструкции. По мере того как совершенствовалось строительное мастерство, зодчие получали возможность воплощать все более смелые замыслы. В XVII веке вырастают здания, которые состоят как бы из многих отдельных строений, соединенных переходами, галереями, крылечками в единый законченный ансамбль. Архитекторы украшают здания нарядными, филигранно отделанными деталями. Раскрашенные наличники, балясины, разноцветные глазированные изразцы — все это щедро используется зодчими. На розоватый кирпич кружево-м ложится белокаменная резьба; крыши блестят яркой черепицей. Из сочетания своеобразной композиции с декоративным убранством рождается архитектура могучей жизнеутверждающей силы — стиль, получивший название русского барокко. Один из замечательных памятников XVII века — дворец в селе Коломенском, построенный крепостным Семеном Петровым и стрельцом Иваном Михайловым. Коломенский дворец. 284
Создав из дерева этот огромный дворец с его бесконечно разнообразными архитектурными формами, зодчие показали себя людьми, виртуозно владеющими строительной техникой. Во дворце было 270 комнат! Три тысячи окон было в его стенах! Видевший это здание современник говорил, что дворец, словно сделанная искуснейшим мастером драгоценная игрушка, только что вынутая из ларца — яркая, изящная. Дворец не сохранился. Но уцелевшая модель его свидетельствует — прав был автор этих слов. Начало XVIII века ознаменовано наступлением новой эры в русском зодчестве. Крупнейшим событием для русской страны было основание Петербурга. Новая столица России строилась по единому плану. Целые улицы проектировались и возводились как архитектурные ансамбли. Творческими усилиями целой плеяды талантливых архитекторов был создан красивейший город мира. Одно за другим на улицах Петербурга возникают прекрасные сооружения, многие из которых вошли в сокровищницу русской и мировой архитектуры. Грандиозные архитектурные ансамбли вырастали вокруг города: Петергоф (Петродворец), Царское Село (Пушкино), Ораниенбаум... В создании дворцово-парковых ансамблей с покоряющей мощью проявилось умение русских зодчих добиваться необычайной гармонии архитектурных сооружений с природой, окружающей их. Тенистые аллеи, зеленые лужайки с яркими клумбами и газонами, зеркальные пруды, веселые ручейки и прекрасные дворцы, нарядные беседки, мостики, фонтаны, статуи образуют единый великолепный ансамбль. Петровский дворец, созданный М. Ф. Казаковым. 205
Для строительства Петербурга Петр I выписывал иностранных мастеров и посылал своих людей учиться за границу. Знания, приобретавшиеся на Западе, переплавлялись в горниле русского творчества с его глубокими сложившимися национальными традициями. Многие иностранцы, обосновавшиеся в России, нашедшие в ней новую родину, могут с полным правом считаться выразителями идей русской архитектуры. Таков, например, Бартоломео Растрелли, работавший в конце XVII века. В России он провел всю свою творческую жизнь, только в этой стране он и строил. Глубоко постигнув дух русского зодчества, сочетая его идеи с элементами западноевропейского барокко, Растрелли создал ряд блестящих произве- Матвей Федорович Казаков. дений: Зимний, Царскосельский и Анич- ков дворцы, собор Смольного монастыря. В России нашлось много талантливых продолжателей дела Растрелли. Среди них выдающийся московский зодчий Д.В.Ухтомский — строитель великолепной колокольни Троице-Сергиевской лавры, воспитатель поколения русских зодчих. Новый период развития русской архитектуры достигает своего апогея во второй половине XVIII века, когда началось творчество гениальных зодчих В. И. Баженова, М. Ф. Казакова, И. С. Старова, А. Ф. Коко- ринова. Рождается новый стиль в архитектуре. Освоив и творчески осмыслив лучшее из созданного античной Грецией и древним Римом, наполнив архитектурные формы национальным содержанием, русские зодчие творят произведения, полные гармонии всех частей, спокойной величавости, благородной простоты и ясности. Этот стиль, получивший название русского классицизма, нашел повсюду многочисленных подражателей. Архитектор И. С. Старов стяжал себе бессмертную славу сооружением Таврического дворца, выстроенного в честь присоединения Крыма. Героические победы русских воинов, ведомых Суворовым й Румянцевым, вдохновляли зодчего. Таврический дворец как бы увековечил собой русскую славу. И в России и в Западной Европе появились подражания Таврическому дворцу с его колоннадами и широко развернутыми крыльями, с фонтанами, бьющими в огромных высоких залах. Над украшением северной столицы и окружающих ее дворцово- парковых ансамблей трудились два виднейших представителя русского классицизма — выходец из Шотландии Камерон» и итальянец Кваренги. Все дарование и вдохновение они отдали своей новой родине — России. Камерон создал непревзойденные по тонкости и лиричности ан- 286
Василий Иванович Баженов. самбли Пушкина (Царского Села), Павловска и Гатчины. Кваренги возвел громадное количество сооружений в Петербурге: Смольный институт, здание Академии наук, Конно-Гвардейский манеж, Эрмитажный театр и множество других. В окрестностях Петербурга им создан Александровский дворец в Пушкине и Английский дворец в Петродворце (Петергофе). Москве посвятили свое творчество два величайших русских архитектора — Василий Иванович Баженов (1727—1799) и Матвей Федорович Казаков (1738—1812). Друг известного просветителя Новикова, Баженов был передовым деятелем своего века. Он создал проекты величайших сооружений. Смел и грандиозен ба- женовский проект Большого Кремлевского дворца, — по замыслу зодчего, он должен был с трех сторон обнять весь кремлевский холм. Таким образом, все уже существующие в Кремле сооружения Баженоз предполагал включить в новый ансамбль, а его дворец должен был стать огромной оправой этих драгоценных памятников прошлого. Сокровища древнерусского зодчества были для Баженова неиссякаемым источником вдохновения. Страстная любовь к культуре родного народа помогла зодчему добиться в облике дворца необычайной гармонии со всем Кремлем. Дворец начали строить. Но внезапно из Петербурга пришел приказ прекратить строительство. Столь же печально сложилась судьба другого знаменитого проекта Баженова — дворцово-паркового ансамбля в Царицыне, под Москвой. Строительство его не довели до конца. К произведениям Баженова относится одно из прекраснейших зданий нашей столицы — дом Пашкова, ныне Библиотека имени В. И. Ленина. Над зеленым холмом высятся легкие нарядные стены совершенного по своим пропорциям и формам здания. Сохранились построенные Баженовым изумительная колокольня на Большой Ордынке в Москве и прославленный Инженерный замок б Ленинграде, построенный по замыслу Баженова архитектором Бренна, Планировка центра Твери, осуществленная М. Ф. Казаковым. 207
Здание Адмиралтейства, Несмотря на то, что самодержавие мешало осуществлению замыслов Баженова, его творчество — созданный им архитектурный стиль, разработанные им новые .приемы техники строительства — оказало огромное влияние на все развитие русской архитектуры. Творческая жизнь Михаила Федоровича Казакова сложилась удачнее, чем у Баженова. Свой могучий талант Казаков смог воплотить в многочисленных шедеврах. Уже одно из первых крупных творений молодого Казакова — дворец в Твери — показало, что в русской архитектуре появился новый гений. Этот дворец был одним из многочисленных зданий, которыми застраивалась сгоревшая в 1763 году Тверь. Специальная «архитектурная команда», в которую вошел и двадцатипятилетний Казаков, должна была решить грандиозную по тем временам задачу — спроектировать целый город. Проектировщиками был широко использован опыт строительства Петербурга, их вдохновляли образы прекрасной северной столицы. Работа в «архитектурной команде» была великолепной школой для Казакова. Окончательно же расцвел гений русского архитектора в Москве. В разных местах великого города можно встретить здания, построенные по его проектам. В Кремле стоит величественное здание Верховного Совета СССР. Строитель этого здания — Казаков. Всему миру известно другое построенное Казаковым здание — нынешний Дом союзов в Москве с его беломраморным Колонным залом. В прославленном зале воедино слились высокая техника с высоким искусством художника. Казаков создал великолепный Петровский дворец — ныне здание Военно-воздушной академии имени Жуковского. От этого дворца с его красными кирпичными стенами, украшенными белокаменными деталями, с его раскинутыми крыльями и затейливыми башенками на зрителя словно веет сказкой, старой русской былиной. Каждое творение Казакова было новым шагом в архитектуре. Под влиянием его творчества родилось целое течение в русской архитектуре. Именно тогда в Подмосковье выросли усадебные ансамбли — Останкино (ныне Пушкино), Кусково, Марфино, Архангельское. Гени- 208
Проект одноарочного моста Кулибина через Неву. ем Баженова, Казакова и их сподвижников была намного продвинута вперед строительная техника. Начало XIX века русские зодчие ознаменовали новыми творениями. Крупнейшими зодчими этого периода были Андрей Никифорович Воронихин (1760—1814) и Андреян Дмитриевич Захаров (1761—1811). Свое творчество эти великие мастера посвятили Петербургу. Они решали здесь высшие задачи зодчества — создавали строительные ансамбли. Оба они были и замечательными инженерами, в совершенстве владевшими строительной техникой. Созданный Воронихиным Казанский собор с могуче развернутой гигантской колоннадой украсил Невский проспект. Постройкой же здания Горного института Воронихин решил другую задачу: Горный институт завершает вид набережных со стороны центра города. Творение Захарова — всемирно известное гигантское Адмиралтейство. Зодчий связал этим зданием три площади — Дворцовую, Адмиралтейскую и Сенатскую. Гениальное творение Захарова стало одним из символов великого города. Пушкин, Жуковский и другие поэты посвятили Адмиралтейству немало восторженных строк. Победа над Наполеоном в Отечественной войне 1812 года принесла с собой национальный подъем, всколыхнула творческие силы народа. Новый период начался и в зодчестве. Стремясь воплотить в своих творениях чувство, охватившее народ-победитель, зодчие создают величественные ансамбли. Новые кварталы возникают в Петербурге. Там трудится Карл Иванович Росси (1775—1849). На Дворцовой площади, напротив Зимнего дворца, Росси воздвигает грандиозное здание Главного штаба. В Ленинграде есть улица, названная именем Росси. Ансамбль ее домов построен этим замечательным архитектором. Москву украсили своими зданиями А. С. Григорьев и Д. И. Жилярди, использовавшие мотивы древнерусского зодчества. Большой заслугойчЖи- лярди явилось также восстановление здания Московского университета. Ученик Казакова О. И. Бове в те годы стал творцом одного ив центральных ансамблей Москвы — Театральной площади, ныне площади Свердлова. 14 Рассказы 209
В 1817 году в Москве было построено здание манежа. Всякого, кто входит в манеж, поражает то, что огромный потолок, длиной в 168 метров и шириной в 45 метров, висит, опираясь только на стены, не поддерживаемый никакими колоннами. Была создана оригинальная конструкция из стропил, способная удержать на весу огромный тяжелый потолок. Нигде в Европе не было тогда зданий с таким огромным перекрытием, как в московском манеже. Строительством манежа непосредственно руководил инженер Кашперов. * * Смелостью технической мысли отмечено творчество русских мостостроителей. О высоком уровне мостостроения на Руси можно судить хотя бы по имеющемуся в документах свидетельству, что в 1678 году на пути от Москвы до Смоленска путешественник встречал 533 постоянных моста. В XVII веке московские строители воздвигли первый Каменный мост через Москву-реку, соединявший центральную часть города с Замоскворечьем. 140 метров в длину и 22 в ширину имел этот мост. В XVIII веке строительство мостов развернулось еще шире. Выдающийся вклад в мостостроение внес гениальный русский изобретатель Иван Петрович Кулибин, о котором мы уже не'раз говорили. В 1771 году Кулибин начал работать над поразительным проектом моста через Неву. Всего лишь одну арку, один пролет, решил конструктор перекинуть через трехсотметровую ширь реки. Построив тридцатиметровую модель своего моста, русский механик убедительно доказал реальность проекта. Модель блестяще выдержала строгие и придирчивые испытания, которым подвергла ее специальная комиссия, состоявшая из академиков. На мост положили сотни железных полос, общим весом более 52 тонн, противостоять которому модель должна была по расчетам. Сверх этого Кулибин распорядился положить дополнительный груз. Железных полос не хватило, и на модель начали класть находившийся поблизости кирпич. Мост Журавского через Мету. Нагрузка возросла почти на 10 тонн. Модель не дрогнула. Наконец на этот маленький, но такой прочный мост взошли все члены комиссии. Друзья Кулибина торжествовали. Эйлер пожал изобретателю руку, сердечно поздравляя его с победой. Начавшееся в XIX веке строительство железных дорог поставило ряд больших и сложных задач перед техникой возведения мостов. Нужны были мосты, способные выдерживать большие нагрузки. В решении новых конструкторских задач блистательно проявил себя инженер Дмит- 210
Решетчатая мостовая ферма. рий Иванович Журавский (1821—1891), создатель оригинальных методов расчета сложных ферм; ученый, заложивший основы теории сопротивления материалов и конструкций. О теоретических исследованиях Журав- ского, которые дали ему возможность создавать прочные и надежные мосты, мы расскажем ниже. Журавский спроектировал и построил большинство мостов железной дороги между Петербургом и Москвой, прокладка которой началась в 1843 году. После того как, применив свой метод раскосных ферм, Журавский в 1855 году построил Веребьинский мост, длиной более чем в полкилометра, имя русского инженера получило известность во всем мире. Строительство железнодорожных мостов было делом еще малоизученным. В те времена не раз происходили случаи обвалов железнодорожных мостов. Например, в 1879 году во время прохода поезда обрушился Тейский мост через один из заливов в Шотландии. Но никогда ни одной катастрофы не случилось с мостами, построенными Журавским, хотя ему приходилось строить их из дерева. Своими трудами ученый завоевал право именоваться основоположником русской школы мостостроения. Дело Журавского нашло достойных продолжателей в лице многих и многих строителей. Применяя методы Журавского, русский инженер С. В. Кербедз (1810—1899) построил в 1857 году ажурный, легкий и необыкновенно про-чный металлический мост через реку Лугу. Николай Аполлонович Белелюбский (1845—1922) вошел в историю Сызранский мост Белелюбского.
техники как создатель большого числа замечательных мостов, пришедших на смену деревянным мостам. Более пятидесяти сооружений спроектировал Белелюбский. Сыз- ранский мост через Волгу, построенный им в 1875—1881 годах, долгое время не имел равных в Европе по величине и оригинальности конструкций. Этот мост, состоящий из 13 пролетов, каждый из которых имеет длину 111 метров, похож на решетчатый коридор. Теперь мосты такой конструкции можно встретить во всех странах мира. Огромен и мост через Днепр из 15 пролетов по 71,3 метра, созданный русским инженером в 1881 году. Белелюбский — создатель конструкций металлических ферм, составленных из балок. Он один из пионеров внедрения в технику металлоконструкций, столь широко применяемых ныне; теперь эти конструкции используются не только при сооружении мостов. Металлический костяк имеют высотные дома, водонапорные башни, любые, рассчитанные на большие нагрузки сооружения. Труды Журавского и Белелюбского, их соратников и последователей обеспечили русскому мостостроению ведущее место. Русские инженеры разработали главные виды конструкций мостов: Г. П. Передерни создал тип железобетонных мостов трубчатой конструкции, А. В. Семиколенов и Б. А. Проскуряков прославились как творцы консольных конструкций, ныне тоже широко применяемых в технике. * * ♦ Владимир Григорьевич Шухов. Много интересного дал техни-ке сооружения металлоконструкций русский инженер Владимир Григорьевич Шухов (1853—1939), творчество которого в значительной степени относится уже к нашим дням. Десятками исчисляются изобретения Шухова. В замечательнейших сооружениях нашего времени запечатлелось его многостороннее творчество. С неменьшей силой проявилось дарование Шухова и в науке. В молодости он поразил великого Чебышева исключительно глубоким знанием математики и механики, силой своего мышления. Чебышев советовал молодому механику посвятить себя целиком теоретической деятельности, работать в академии. Но Шухов остался инженером — он горячо любил технику. Прекрасно владея искусством теоретического анализа, Шухов неизменно добивался успеха в решении труднейших инженерных задач. В 1896 году посетители Нижегородской выставки любовались чудесными «висячими» крышами, покрывавшими обширную площадь. Основой 212
этого легкого сооружения были созданные Шуховым сетчатые перекрытия. Своим изобретением русский инженер опередил тогдашнюю технику. На этой же выставке демонстрировалось и другое изобретение Шухова — водонапорная сетчатая башня, родоначальница большой семьи знаменитых шуховских гиперболоидов. Ажурные, но весьма прочные сооружения, имеющие очертания известной в математике кривой — гиперболы, построены на самом деле из прямолинейных балок. Свыше ста пятидесяти разных гиперболоидных башен сооружено в нашей стране; одна из них — известная всем стошестидесятиметровая Шаболовская радиобашня в Москве. Творческий гений Шухова обогатил промышленную химию (об этом говорится в главе «Русские химики») и множество отраслей техники. Русский механик создавал замечательные домны и кауперы, нефтепроводы, танкеры и нефтехранилища. Шухов строил железнодорожные мосты, водонапорные башни, огромные перекрытия вокзалов, подобные нижегородским «висячим» крышам. Для химиков он создавал газгольдеры, для артиллеристов — платформы тяжелых орудий, для судостроителей — плавучие ворота доков. В каждом из этих творений русского инженера сверкает талант новатора. Многие его формулы и расчетные методы стали рабочим инструментом для инженеров всего мира. ТЕОРЕТИКИ ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК Русские люди внесли много ценного в разработку теории машин, механизмов, строительных конструкций. В древних книгах на эту тему излагались знания, накопленные русскими и иностранными мастерами в практической деятельности. Можно упомянуть, например, вышедшее на рубеже XVI и XVII веков руководство по бурильной технике «Роспись, как зачат делат новая труба на новом месте» (1620 г.). Много ценных сведений по технике содержал знаменитый «Устав ратных, пушечных и других дел, касающихся до воинской науки». Автором этой книги был выдающийся деятель русской техники XVII века Онисим Михайлов (предшественницей «Устава» была «Воинская книга», напечатанная Михаилом Юрьевым и Иваном Фоминым). Большая часть книги посвящена артиллерии и фортификации. Однако в «Уставе» разбирается и много общетехнических вопросов. Замечательно, что изложение технических вопросов основано в книге на данных математики. Много сочинений, посвященных технике, появилось во второй половине XVII века. В начале XVIII века в России стали появляться сочинения по механике, написанные уже специалистами-учеными. Одним из таких ученых был Г. Г. Скорняков-Писарев, выпустивший в 1722 году книгу «Наука статическая, или механика» — первый русский труд, посвященный специально механике. В 1738 году вышла в свет книга «Краткое руководство к познанию простых и сложных машин, сочиненное для употребления российского юношества». То был перевод с латинского языка (на каком в те времена писались научные труды) сочинения петербургского академика Крафта. Перевод был сделан адъюнктом Академии наук В. Е. Адоду- Титульный лист классического труда Эйлера «Механика». MECHANICA SIVE MOTVS SCIENT1A к, ANALYTICE > Л- ШХГ9ЧТЛ AVCTORE LEONHARDO EVLERO ACAtEMlAB 1МГЕВ. «СЯНГГиИГЯ МЕММ» IT MATHIfEM j 10MVSI nraorfA EXTWtCIAnm ACAKNUX A. ilU. 213
Прибор Ломоносова для испытания твердости тел. ровым. Книга эта послужила источником знаний для нескольких поколений русских механиков. По ней изучал механику Кулибин. Ее читал Ползунов. Примечательна эта книга еще тем, что в ней впервые шла речь о машиноведении как об отдельной науке, а не только как о разделе физики. Русскими учеными и исследователями были решены важные вопросы машиностроения. Часто инженеру-механику приходится рассчитывать механизмы с гибкими звеньями: ременные передачи, блоки, полиспасты, ленточные конвейеры и транспортеры, ленточные тормоза и другие конструкции. На помощь в таких случаях приходит формула, которая дает возможность по коэффициенту трения определить основные конструктивные элементы механизма с гибкими звеньями. Знаменитая формула выведена в 1765 году петербургским академиком Леонардом Эйлером, о научных трудах которого мы рассказывали в главе «Точные науки». Формула эта только составное звено общей теории трения, которой Эйлер занимался в течение многих лет, продолжая работу о трении в машинах и механизмах, начатую русской Академией наук вскоре после ее основания. Первый труд, посвященный трению в машинах и механизмах, был издан в Петербурге в 1727 году. Эйлер необычайно углубил теорию трения и придал ей математически совершенный вид. В своем классическом сочинении «Механика» он решал вопросы механики методом математического анализа. От этой книги идут пути дальнейших исканий в области аналитической механики. В 1760 году Эйлер выпустил в свет труд «О движении твердого тела». В этом сочинении, как писал академик А. Н. Крылов, «вопрос о составлении дифференциальных уравнений получил полное и окончательное решение, которым пользуются и до сих пор». В богатом наследстве Эйлера — им оставлено 865 трудов — многое посвящено механике. Великий ученый был не только крупнейшим теоретиком. Он занимался, как знает читатель, и чисто инженерными делами; он даже принимал участие в экзаменах «машинных дел подмастерьев», уделял время проверке качеств пожарных насосов и чувствительности весов для взвешивания монет. Много сделал для развития механики Ломоносов. Понимая огромную важность «приборного искусства» для создания машин и механизмов, Ломоносов изобрел ряд специальных устройств и приборов: машины для испытания материалов на твердость, инструмент «для раздавливания и сжимания тел», при помощи которого он исследовал прочность различных материалов. В лаборатории Ломоносова родился первый вискозиметр — прибор для определения вязкости жидкостей. Такими приборами пользуются сейчас машиностроители для правильного подбора смазочных материалов. Ломоносов оставил также ряд интереснейших исследований часовых механизмов, им была высказана плодотворная мысль об использовании в часах хрусталя и стекла для уменьшения трения. Ученый выступал и как конструктор. Им были построены токарный кг лобовые станки, созданы проекты коленчатых валов, водяных колес, лесопильных мельниц. 214
Заслуга М. В. Ломоносова перед механикой состоит еще и в том, что под его наблюдением и руководством работали мастерские Академии наук, ставшие благодаря заботам ученого-патриота одним из центров русской технической мысли. После смерти Ломоносова мастерские пришли в некоторый упадок. Но ненадолго. В 1769 году во главе мастерских становится Иван Петрович Кулибин. Великий изобретатель был инженером в современном смысле слова. Он строил свои творческие замыслы на прочной основе строгих расчетов и тщательных исследований. Задумав мост через Неву, о котором мы уже говорили, Кулибин воплотил свой замысел в точные и подробные чертежи. К 1776 году изобретатель закончил проект, доныне удивляющий нас замечательной глубиной инженерного решения, красотой и изяществом конструкции. Интересен метод, при помощи которого Кулибин провел предварительную проверку возможностей сооружения. Натянув веревку и подвешивая к ней в определенных местах грузики, изобретатель воспроизвел как бы подобие своего моста и сил, действующих на мост. Построил Кулибин и специальную испытательную машину, с помощью которой он проверял свои расчеты. Создав подобие моста и определив нагрузки, которые способна выдержать модель, Кулибин мог совершенно точно установить и наибольшую нагрузку, которую сможет вынести его мост-гигант. Таким образом, русский механик дал решение вопроса о том, как в модели воспроизвести точное механическое, а не только геометрическое, внешнее подобие крупного сооружения. Эйлер тщательно проверил расчеты Кулибина и, убедившись в их абсолютной правильности, дал о них восторженный отзыв. Эйлер облек теоретическое открытие Кулибина в математическую форму. Метод подобия вошел в технику как одно из мощнейших ее средств. Ныне, как правило, ни одно ответственное сооружение не строится, прежде чем его маленькое подрбие — модель — не пройдет всесторонних испытаний. Неустанно работала русская мысль над развитием теории механики. Продолжая дело Ломоносова и Эйлера, академик Котельников в 1774 году выпустил «Книгу, содержащую в себе учение о равновесии и движении тел». Техническим проблемам уделялось видное место во многих книгах, которые стал выпускать основанный в 1755 году Московский университет. В начале XIX века, в те годы, когда Сабакин и Сурнин создавали свои машины, академик С. Е. Гурьев опубликовал несколько работ по теории машин и механизмов, в том числе «Основы механики» и «Главные основания динамики». С особенно пристальным вниманием ученый разбирал «общее правило равновесия с приложением оного к «махинам». Вопросы механики занимают большое место в «Начальных основаниях общей физики», выпущенных в 1801 году профессором Московского университета П. И. Страховым. Все новых и новых деятелей науки и техники выдвигал русский народ. Имена многих из них стали гордостью всего передового человечества. Одним из таких людей был гениальный математик и механик Ми- 215
хайл Васильевич Остроградский, начавший свою деятельность, как известно читателю из .главы «Точные науки», в первой половине XIX века. Принцип Остроградского — Гамильтона — жемчужина теоретической механики. Все механические системы подчиняются этому принципу. Руководствуясь им, можно в математических уравнениях отобразить механические процессы. Уравнения, основанные на принципе Остроградского — Гамильтона, подсказывают инженерам пути наилучшего разрешения стоящих перед ними задач. Перу Остроградского принадлежит еще ряд выдающихся трудов по теоретической механике: теория удара, составление уравнений движения упругого тела, исследование распространения волны по поверхности жидкости и т. д. Многим обогатил механику замечательный мостостроитель Дмитрий Иванович Журавский. Опыт предшественников — создателей мостов обычного назначения — мало годился для проектирования железнодорожных мостов, которые должны были выносить значительно большие динамические нагрузки. Опыт строителей, возводивших железнодорожные мосты в разных странах, также немногому мог научить талантливого русского инженера. Известные в ту пору мосты, составленные из ферм системы инженера Гау, не обладали надежной прочностью. Видный инженер строил мостовые фермы, элементы которых были совершенно одинаковы по всей длине, как близ опор, так и в средней части. Журавский подверг тщательному исследованию ферму Гау. Построив модель ее, русский инженер заменил в ней болтовые соединения проволоками. Нагрузив модель и заставляя скрепляющие ферму проволоки колебаться, как струны, он обнаружил, что они в разных частях фермы издают звуки разных тонов. Предвидения Журавского оправдались: нагрузка в разных частях фермы оказалась неодинаковой. Так изящным опытом Журавский установил серьезный недостаток мостов конструкций инженера Гау. Исследование его ошибки послужило Журав- скому отправной точкой для создания научно обоснованных методов мостостроения. Журавский разработал способ расчета мостовых ферм и, пользуясь своей теорией, спроектировал и построил много замечательных железнодорожных мостов — через Мету, Цну и другие реки. Способности Журавского к научному осмысливанию задач строительной практики ярко проявились и тогда, когда ему пришлось заняться проектированием и постройкой металлического шпиля для собора Петропавловской крепости. Взявшись за постройку пирамидального шпиля — такую задачу приходилось решать в мировой технике впервые, — Журавский поставил целью прежде всего подробнейшим образом выяснить характер напряжений, которым подвергнутся элементы будущего сооружения. Опыты над моделями и математические расчеты, которые Журав- 'ский производил во время конструирования шпиля, позволили открыть очень важные для техники методы расчета двутавровых балок. Такие ^балки — необходимый элемент мостов, перекрытий зданий, железных ^каркасов заводских цехов — словом, всякого крупного сооружения. 216
Тогда же Журавским была разработана и общая теория проектирования сквозных пирамидальных сооружений. Эта теория помогает в наши дни строителям гигантских антенн радиостанций, могучих подъемных кранов, мачт высоковольтных электрических передач. Последователь Журавского, Николай Аполлонович Белелюбский, о котором мы уже говорили выше, был инициатором широкого применения в железнодорожном строительстве научных методов испытания материалов, для чего он создал специальную лабораторию, равной которой не было за границей. Богатейшее наследство оставил в механике Пафнутий Львович Чебышев. Великий теоретик, прославивший себя блестящими открытиями в математике, с увлечением решал насущные задачи промышленной практики. Чебышев бывал на заводах и фабриках, он с интересом выслушивал суждения инженеров о не поддающихся разрешению технических вопросах и нередко предлагал как математик блестящий выход из затруднения. Вот один пример. Инженеры-машиностроители были недовольны выпрямляющим механизмом Уатта, так называемым параллелограммом Уатта. Механизм этот, предназначенный для превращения кругового движения в прямолинейное, выполнял свою задачу неудовлетворительно. Движение только в грубом приближении можно было считать прямолинейным. А из-за такого несовершенства параллелограмма Уатта в машинах возникали вредные сопротивления. На помощь инженерам пришел Чебышев. Появился метод теоретического расчета выпрямляющих механизмов, то есть механизмов, способных «выпрямлять» вращательное движение, превращать его в прямолинейное. В наши дни подобные механизмы стали основой многих совершенных конструкций. Работа над выпрямляющим механизмом была для Чебышева отправной точкой в его деятельности по созданию теории механизмов и машин. Стремясь полнее показать силу механики, Чебышев сам становится инженером. Он создает разнообразнейшие механизмы, способные точно воспроизводить сложные движения, работать с остановками, превращать непрерывное движение в движение прерывистое. Свыше сорока механизмов и восьмидесяти их видоизменений спроектировал ученый. Он строит свою знаменитую переступающую машину, точно воспроизводящую движения идущего животного. Создает гребной механизм, повторяющий сложное движение весел лодки, самокатное кресло, модель новой сортировальной машины. Чебышев изобрел и автомат для вычислений. Созданный в 1881 году, этот автомат явился как бы продолжением его работы над совершенствованием оригинальной суммирующей машины, изобретенной им тремя годами раньше. Здесь уместно указать, что арифмометр построен в 1874 году петербургским изобретателем В. Т. Однером. Это прототип арифмометров, которыми пользуются ныне. В отличие от других счетная машина Чебышева могла работать в быстром темпе, превышающем 500 вычислений в час. Поэтому в наше время принцип, положенный Чебышевым в конструкцию счетного автомата, все больше привлекает к себе внимание инженеров. Схема параллелограмма Уатта. Переступающая машина Чебышева, 217
Схема действия пресса, сконструированного П. Л. Чебъшевым. Несмотря на простоту устройства, этот пресс способен создавать огромное давление. Центробежный регулятор. Счетная машина Чебышева не смогла найти себе применения в царской России, и единственный экземпляр ее, построенный самим изобретателем, попал во Францию, в Париж, в Музей искусств и ремесел. В отделении технических наук Академии наук СССР и в Ленинградском государственном университете бережно хранятся многие из созданных Чебышевым механизмов. Механизмы Чебышева в действии вызывают восхищение даже у самых искушенных в технике людей. Инженеры и ученые всего мира черпают в трудах Чебышева методы, формулы, идеи. Когда нужно узнать, при каких условиях проектируемая система рычагов, шарниров, колес может стать цельным механизмом, обращаются к знаменитой структурной формуле Чебышева. Это одна из необходимейших формул для инженеров. Важным достижением русского ученого было и доказательство знаменитой теоремы трехшарнирных четырехзвенников, описывающих одну и ту же шатунную кривую. Эта теорема была независимо от Робертса три года спустя доказана Чебышевым. Идеи Чебышева получили развитие в работах его учеников. Перу ученика Чебышева — Александра Михайловича Ляпунова, гениального математика и механика, принадлежит теория устойчивости движения, о которой мы уже упоминали в главе «Точные науки». Всякая система, механическая или электрическая, во время работы испытывает ряд внешних и внутренних воздействий. Зачастую эти воздействия нарушают согласованность работы отдельных частей системы. Она при этом теряет устойчивость движения, «разлаживается». Возникают вредные вибрации, толчки, усилия. Теория Ляпунова, рассматривающая условия устойчивости движения, стала основой научного проектирования самых разнообразных машин и устройств. Вся ценность этой теории выявилась лишь в наши дни, дни техники больших скоростей, реактивной авиации, автоматики, телемеханики, радиотехники. Конструкторы сложнейших механических и электрических устройств обязательно проверяют методом, созданным Ляпуновым, будет ли устойчива, надежна в работе создаваемая ими система. Новую теорию пространственных зубчатых механизмов создал другой ученик Чебышева — X. И. Гохман. Над теорией структуры плоских и пространственных механизмов успешно работал П. И. Сомов. Во второй половине XIX века, когда в промышленности все шире и шире стали распространяться паровые двигатели, перед инженерами встал вопрос о создании надежно работающих регуляторов, способных точно и безотказно реагировать на малейшее изменение нагрузки на паровую машину. Выдающийся русский механик Иван Алексеевич Вышнеградский (1831 — 1895) положил начало теории автоматического регулирования. Этот труд явился ответом русского ученого на настоятельные требования инженерной практики. Как нужно регулировать работу паровых машин, было известно уже с давних пор. Их снабжали центробежным регулятором, известным чуть ли не со средних веков и применявшимся еще для регулирования ветряных мельниц. При уменьшении нагрузки на маховик машины этот регулятор сокращал доступ пара в цилиндр, уменьшая тем мощность машины. При возрастании нагрузки регулятор шире открывал паропровод. 218
Николай Павлович Петров. Принцип, лежащий в основе конструкции этого регулятора, был вполне удовлетворительным. Беда заключалась в том, что рассчитывать заранее центробежный регулятор инженеры не умели. При постройке паровой машины каждый раз приходилось кустарно, путем многочисленных проб, подбирать конструктивные размеры частей регулятора. От тщательности такого «регулирования самого регулятора» и зависела успешная работа новой машины. Неоднократные попытки создать методы предварительного расчета регулятора не давали результатов. Вышнеградскому удалось решить эту важнейшую научную и техническую задачу. В отличие от своих многочисленных предшественников он рассматривал движение регулятора не изолированно, а во взаимодействии с движением самой машины. Он выв-ел ряд математических уравнений и, блестяще их проанализировав, создал знаменитые «неравенства Выш- негр адского». Выводы русского ученого имели первостепенное значение для практики. «Неравенства» и построения на их основе «диаграммы Вышнеград- ского» стали основой расчета чувствительных, безотказно работающих регуляторов. Работа В ышнегр адского «О регуляторах прямого действия» была сразу же переведена на несколько иностранных языков. С развитием техники значение работы Вышнеградского раскрывалось все шире и шире. Все позднейшие изыскания в области автоматического регулирования, как на незыблемый фундамент, опирались на эту работу русского ученого. Теория, основу которой заложил В ышнегр адский, приобрела особую значимость в наши дни. Она помогает инженерам создавать различные автоматические устройства. Крупные успехи были достигнуты русскими исследователями и в изучении трения — в одной из самых сложных и важных областей наук о машинах. Борьба с трением, правильно разработанный режим смазки имеют огромное значение в технике. В конце XIX века, когда промышленность развивалась особенно бурно, от правильного решения этих проблем зависел дальнейший прогресс техники, успех борьбы за высокие скорости и большие мощности. Русский ученый Николай Павлович Петров (1836 — 1920), впоследствии В подшипнике, смазанном маслом, трение между твердыми телами заменяется трением между слоями жидкости. 219
почетный академик, опубликовал в 1883 году в «Инженерном журнале» работу о трении в машинах. Он осветил одно из самых «темных» мест механики. Большое внимание уделил ученый проблеме смазывания трущихся поверхностей. Петров доказал, что правильно смазанные твердые поверхности не приходят в соприкосновение: их разделяет жидкая пленка. «Если же, — писал он, — жидкий слой, смазывающий два твердых тела, вполне отделяет их одно от другого, то непосредственного трения твердых тел уже, очевидно, не может быть». Таким образом, трение в смазанном подшипнике имеет иную природу, нежели трение «сухое»; оно складывается из трения между твердым телом и жидкостью и трением, возникающим при вращении в слоях самой жидкости. Чтобы провести расчет действующих здесь сил, продолжал Петров, машиностроители должны призвать на помощь гидродинамику — науку, изучающую движущиеся жидкости. Труд Петрова «Трение в машинах» положил начало классической гидродинамической теории трения. Развитию и углублению этой теории ученый посвятил много работ, вошедших в золотой фонд современной механики. Формула Петрова, позволяющая определить силу трения в зависимости от качеств смазочной жидкости, скорости движения и давления на единицу трущейся поверхности, — одна из важнейших инженерных формул. Механики пользуются ею в своей повседневной работе. * * * В последней четверти XIX века начал творческую деятельность Николай Егорович Жуковский (1847—1921). Всем известны его бессмертные заслуги в создании авиационной науки. Однако авиацией далеко не исчерпывается круг вопросов механики, интересовавших Жуковского. Он написал исследования о турбинах, ткацких машинах, велосипедных колесах, речных судах, мукомольнях и т. д. Крупной научной победой Жуковского является доказательство теоремы о так называемом жестком рычаге. Значение этого труда неизмеримо велико. Почти в каждом механическом устройстве мы найдем либо рычаги, либо их разновидности: ворот, шкивы, шестерни. Кинематический метод силового расчета механизмов, разработанный Жуковским, служит любому инженеру-механику: Этот метод только часть, только звено в той стройной теории механики, в которой Жуковский слил воедино кинематику, кинемостатику и динамику механизмов. Немало замечательного дала механике и выдающаяся женщина- математик Софья Васильевна Ковалевская, за творчеством которой с живейшим интересом следил Чебышев. Она, как знает читатель, оставила блестящие исследования вращения твердого тела вокруг неподвижной точки. Тело, вращающееся вокруг неподвижной точки, — это волчок. Много чудесных свойств возникает во вращающемся волчке. Он необыкновенно устойчив, несмотря на то, что кружится на острие. Он не упадет, если даже его толкнуть, а отклонится от удара, вывернется в сторону. Всеми силами противится волчок попыткам изменить первоначальное положение его оси. 220
В природе и технике мы часто можем встретить тела, обладающие свойствами волчка, хотя и не похожие на него внешне. Это солнце, планеты, снаряды, пули, колеса, маховики, шкивы — словом, все быстро вращающиеся тела. Ясно поэтому, какое огромное значение имеет проблема волчка и как важно ее решение для всевозможных вопросов практики. Свойства волчка давно уже интересовали ученых. Исследовать движение волчка, описать его поведение языком математики стремились и Л. Эйлер, и Ж. Лагранж, и Л. Пуансо. Но и эти крупнейшие ученые смогли только частично решить проблему волчка, а после них долгое время никому из ученых не удалось достичь каких-либо заметных успехов в развитии механики вращающегося тела. С. В. Ковалевская смело принялась за теорию волчка и своим трудом о «вращении твердого тела вокруг неподвижной точки» продвинула эту теорию далеко вперед. ♦ ♦ ♦ Велики заслуги отечественных ученых в создании теоретических основ одного из важнейших производственных процессов — процесса резания. Резание — это точение на токарных станках, это фрезерование, сверление, строжка, протягивание, шлифовка — все то, что принято называть «холодной обработкой металлов». Резание — один из старейших способов придать изделию нужную форму. Многими тысячелетиями отделен от нас тот момент, когда впервые острие инструмента, зажатого в руке человека, сняло стружку с дерева или кости. Но до середины XIX века, когда на заводах всего мира работали уже десятки тысяч металлорежущих станков, сущность процесса резания оставалась неизвестной. Производственники не имели правильного представления о том, что происходит с металлом в момент, когда лезвие резца впивается в него и отделяет от него слой стружки. Токари подбирали режимы резания, углы заточки инструмента, основываясь на одном только опыте. По-научному подошел к проблеме резания ученый Иван Тйме, опубликовавший в 1870 году труд «Сопротивление металлов и дерева резанию» — плод своих многолетних исследований. Более трехсот опытов проделал он на станке, оснащенном специальным приспособлением, позволявшим изучать процесс резания во всех подробностях. Тиме резал сталь, чугун, железо, цветные металлы. Результаты этих исследований легли в основание первой теории резания. Тиме установил главные законы резания. Ученый показал, что в момент снятия стружки под действием резца в металле происходит постепенное непрерывное разрушение частиц, а стружка отделяется в результате скалывания частиц. Русский ученый дал научно обоснованные таблицы резания и формулы, которые перешли затем во все руководства по металлообработке. В 1893 году с теорией резания выступил профессор К- А. Зворыкин. Исходя из исследований, в которых применялся изобретенный им прибор для измерения сил резания, Зворыкин предложил формулу, позво- 221
ляющую установить зависимость толщины снимаемой стружки-от силы, действующей на инструмент. Три года спустя, в 1896 году, другой наш ученый, А. А. Брике, выпустил в свет книгу «Резание металлов», где дал научную разработку режимов резания, показал, какие углы резания, какие режимы следует применять при обработке металла той или иной твердости. Большое значение для продвижения вперед науки о резании металла имели работы Я- Г. Усачева — талантливого техника мастерских Петербургского политехнического института. Усачев начал исследования микроструктуры металлической стружки^ стал фотографцровать микрошлифы, полученные из металла стружек. Это позволило, ему в подробностях изучить процессы, происходящие в стружке в момент отделения ее от обрабатываемого изделия. Усачев положил начало исследованию одного из важнейших явлений, сопровождающих резание, — выделение тепла. Огромное значение как для теории механики, так и для практики инженерного дела имели работы по научной классификации механизмов. Нужда в такой классификации была необычайно велика. К началу XX века существовало уже огромное количество самых разнообразных механизмов, и с каждым днем их становилось все больше. Здесь были и простые механизмы, состоящие из какой-либо пары рычагов и колес, и сложнейшие сочленения множества шестерен, колес, рычагов и других деталей. Разобраться в многообразии машин и механизмов можно было, только установив единый принцип, который позволил бы разделить их на определенные группы. Первые попытки создать классификацию машин относятся к XVIII веку: французский ученый Монж еще тогда попробовал навести порядок в мире механизмов. Однако классификация Монжа получалась столь громоздкой, что ученый, доведя составление ее до 21-го класса, прекратил свою работу. Позднее за разработку классификации механизмов брались многие ученые — Гашет, Бетанкур, Виллис. Некоторые из них предлагали положить в основу классификации характер преобразования движения, производимого механизмом. В одну группу здесь зачислялись механизмы, преобразующие прямолинейное движение в круговое, в другую — круговое в криволинейное и т. д. Виллис предложил классифицировать механизмы по характеру превращения ими скоростей. Но вое эти системы оказались недостаточно жизненными. Явно однородные механизмы зачислялись этими классификациями в разные группы. Задача создания действительно научной систематики механизмов долгое время оставалась нерешенной. Научную классификацию предложил и русский ученый Л. В. Ассур (1878—1920). Он пришел к выводу, что любой, даже самый сложный, механизм можно рассматривать как сочетание нескольких более простых элементов. Образование механизмов по Ассуру можно представить как своеобразное наслоение таких эле- Гусеничный пропашной трактор. 222
ментов. Анализ этих-то составных частей механизма и положил ученый в основу своей классификации. Тончайший вопрос теоретической механики нашел свое разрешение в трудах русского ученого И. В. Мещерского (1859—1935) — автора классического учебника и задачника по теоретической механике, по которым и сейчас учатся наши студенты. Выдающийся теоретик Мещерский основал новый раздел науки — механику тела с переменной массой. Это, как казалось когда-то, далекое от практики исследование с развитием техники, особенно в на- Василий Прохорович Горячкин. ши дни, приобрело исключительное значение. К телам с переменной массой, главные законы движения которых установил Мещерский, принадлежит и ракета; во время полета масса ее по мере сгорания топлива резко меняется. Сейчас, когда в авиации появились аппараты с реактивными двигателями, труды русского исследователя привлекают пристальное внимание инженеров и ученых. Уже недалек тот час, когда уравнения и формулы Мещерского будут использованы при расчетах конструкции .первого космического корабля. Многим обогатил механику и «создатель кораблестроительной науки» Алексей Николаевич Крылов (1863—1945). Разрабатывая метод подобия, основы которого столетие назад заложил Кулибин, он дал теорию моделирования кораблей. Крылов оставил замечательно глубокие исследования в труднейшей отрасли механики, изучающей жироскопы. Труды Крылова по теории жироскопа, волчка стали настольными книгами конструкторов навигационных приборов. Теория Крылова помогает строить морские и авиационные жирокомпасы и автопилоты. Новое слово в машиностроении сказал академик Василий Прохорович Горячкин (1868— 1935). С его именем связано рождение новой науки — науки о сельскохозяйственных машинах. Хозяева заводов, изготовлявших земледельческие машины, принимали для производства те изобретения, которые обеспечивали им большие прибыли. Научными основами сельскохозяйственного машиностроения никто из заводчиков не интересовался. И хотя возраст плуга, например, исчисляется многими тысячами лет, но и в конце XIX века это важнейшее сельскохозяйственное орудие конструировали, основываясь только на одном опыте, не вводя теоретических расчетов. Так же обстояло дело и с машинами, появившимися позднее, — жатками, сеялками, молотилками. Науки о сельскохозяйственных машинах не существовало. Тем более не делалось попыток установить зависимость конструкции земледельческих машин от свойства зерна, почвы и особенностей растений. 223
Приняв приглашение Петровской сельскохозяйственной академии (ныне академии имени Тимирязева) вести курс сельскохозяйственных машин, В. П. Горячкин с интересом принялся за новую работу. Он тщательно изучал русскую и иностранную литературу по сельскохозяйственным машинам. Одновременно знакомился и-со всеми видами машин, выпускаемых на заводах России, Германии, Франции. Не отбрасывая пока старого, чисто описательного курса машиноведения, Горячкин, приступив в 1896 году к преподавательской деятельности, начал упорно работать над теоретическими основами расчета и конструирования сельскохозяйственных машин. Плуг был первой машиной, за разработку научных основ действия которой принялся Горячкин. В, практическом земледелии существовали к тому времени сотни разных конструкций плугов, а научного объяснения взаимодействия отвала (главной части плуга) с почвой не было. Не зная этого взаимодействия, нельзя было создать плуга, полностью отвечающего требованиям научной агротехники. «Сельскохозяйственное машиностроение, — писал Горячкин, — находясь в руках практиков, не имеет под собой научной почвы. До сих пор не существовало ни одной книги ни на русском, ни на иностранном языках по изучению конструктивных форм и расчета сельскохозяйственных машин и орудий. Поэтому общий уровень сельскохозяйственного машиностроения очень низок и производит грустное впечатление». В 1898 году выходит труд молодого ученого под названием «Отвал». Горячкин доказал, что отвал плуга действует подобно резцу при обработке металла. При движении он снимает перед собою почву, а потом отрезает ее, поднимая по плоскости отвала. Получается своеобразная земляная «стружка». Характер этой «стружки» зависит от состояния почвы. Влажная почва дает «стружку», похожую на ту, которая получается при обработке меди или других мягких металлов. Сухая и твердая почва образует «стружку», сходную с получаемой при обработке чугуна, то есть металлов хрупких. И, наконец, почвы средней влажности и твердости дают «стружку», которую можно сравнить со стальной. Горячкин создал теорию для сельскохозяйственного машиностроения — теорию построения плуга. В 1897—1898 годах его лекции 1g^"Zjf3* по курсу «Учение о сельскохозяй- П Ьг~—41 'L========a ственных машинах и орудиях» изданы были литографским способом. В 1900 году Горячкин печатает новые научные работы: «Бороны», «Веялки», «Сортировки», «Жатвенные машины». Он раскрывает законы механики, на которых основано действие машин, и впервые пытается теоретически решить, каким требованиям должно отвечать устройство земледельческой машины. Этими трудами и ознаменовалось рождение новой науки — науки Самоходный комбайн. 224
Льнокомбайн. о сельскохозяйственных машинах, названной Горячкиным «Земледельческая механика». «...Среди опытных наук есть такая, — писал он, — как земледельческая механика, содержание которой для многих остается неясным; возможно даже ожидать вопроса о том, можно ли вообще считаться с земледельческой механикой как с наукой и не представляет ли она по своему содержанию, как некоторые думают, попросту соединенный каталог главнейших фирм. Многие склонны придерживаться взгляда на сельскохозяйственные машины и орудия, как на слишком мелкие, подобно, например, различным приспособлениям и орудиям для домашнего хозяйства». Доказывая жизненность новой науки, ученый-новатор смело шел вперед. Теоретические работы Горячкина требовали практической проверки, и в этом огромную помощь оказывал ему Василий Робертович Вильяме, руководивший в сельскохозяйственной академии кафедрой почвоведения и общего земледелия. Вскоре ученые убедились в необходимости создания при кафедре сельскохозяйственного машиностроения научной машиноиспытательной станции. Но не так просто было добиться средств для осуществления этого проекта. В работах Горячкина не были заинтересованы ни заводчики, ни чиновники царских департаментов. Только через шесть лет были получены средства на строительство станции. Не дожидаясь окончания строительства, Горячкин уже в 1911 году занялся созданием опытных образцов сельскохозяйственных машин в небольших мастерских. А когда начала свою деятельность машиностроительная станция, Горячкин привлек к работе много талантливой молодежи. Великая Октябрьская социалистическая революция дала науке небывалые возможности для развития. Новыми замечательными достижениями обогатили механику ее ветераны — Жуковский, Чаплыгин, Крылов, Горячкин, Шухов, радостно встретившие советскую эпоху, нашедшие в ней неисчерпаемый источник творческого вдохновения. Выросла замечательная школа механиков. Ее представители решают сложнейшие задачи теории механизмов и машин. Вот несколько примеров. А. П. Малышев усовершенствовал структурную формулу для пространственных механизмов, предложенную ранее П. И. Сомовым. Н. И. Мерцалов разработал методы анализа этих сложнейших механизмов. Советские ученые И. А. Артоболевский, и В. В. Добровольский создали общую классификацию для плоских пространственных механизмов. Этот труд облегчает конструкторам исследование механизмов. Плеяда советских механиков успешно решает труднейшие задачи расчета сложных автоматических систем, точных приборов и других 15 Рассказы 225
замечательных машин и механизмов, создаваемых советской техникой. Теоретические достижения советских ученых немедленно становятся в нашей стране достоянием широкой практики. В нашей стране уделяется огромное внимание автоматизации производства и механизации трудоемких процессов. Широкое развитие получили автоматические станочные линии — самое совершенное достижение современной машиностроительной техники. Одна из первых автоматических линий сганков была создана на Сталинградском тракторном заводе. Сейчас уже на многих наших заводах работают такие линии. Советские конструкторы идут еще дальше по пути автоматизации производства. Уже построены и действуют заводы, работа которых полностью автоматизирована, начиная от загрузки сырья и кончая упаковкой готовой продукции. В нашей стране появились станки, «читающие» чертежи и изготовляющие по ним изделия, и станки с программным управлением. Область применения этих «грамотных станков» все время будет расширяться. Советской стране принадлежит ведущая роль в создании и угольных комбайнов — машин, необычайно облегчающих труд горняков и многократно повышающих производительность. Первые угольные комбайцы были созданы уже в начале тридцатых годов. Ныне советская горная техника располагает комбайнами разнообразных типов для разработки пластов всевозможного строения: мощных, средних, тонких, пологих и крутопадающих. Создан у нас станок для шлифовки точнейших измерительных плиток. Д. С. Семенову первому удалось механизировать такую сложную работу, которую раньше выполняли только высококвалифицированные мастера, медленной и кропотливой шлифовкой доводившие плитки до требуемого размера. Изобретатель А. М. Игнатьев создал самозатачивающиеся инструменты. Резцы, ножи, топоры, пилы, зубья ковшей экскаваторов, сделанные по методу Игнатьева, не только не тупятся во время работы, но даже становятся острее. 226
К изобретению этих замечательных инструментов А. М. Игнатьев, по образованию биолог, пришел оригинальным путем. Он начал с разгадки удивительного факта: почему зубы грызунов и когти хищников всегда остры, никогда не тупятся? Изобретатель обнаружил, что зубы и когти затачиваются как раз во время работы. Причина, как установил Игнатьев, кроется в своеобразном слоистом строении этих природных инструментов. Внешние слои их самые мягкие, а чем ближе к середине, тем кость становится крепче и крепче. Самая крепкая, твердая часть зуба или когтя — его сердцевина. Поэтому, чем дальше слой находится от сердцевины, тем он быстрее стирается во время работы. Сердцевина вследствие этого всегда возвышается над окружающими слоями, поэтому зуб или коготь всегда имеют заостренную форму. Угол резания такого природного инструмента неизменен. Разгадав секрет неизменной остроты зубов и когтей животных, Игнатьев положил этот принцип в основу своих самозатачивающихся инструментов. Он собрал их из отдельных листков стали, изобретя для этого и особый способ сварки по всей поверхности предмета. Листки были изготовлены из сталей самых разных твердостей: начиная от самых мягких, кончая самыми твердыми, из которых делались сердцевинные слои. Сейчас советские инженеры создают для промышленности все новые самозатачивающиеся инструменты. Ведется упорная работа и по внедрению другого изобретения Игнатьева — трубчатого вращающегося резца. При неподвижном резце половина, а порой и больше всей энергии, потребной для резания металла, непроизводительно тратится на преодоление трения между стружкой и резцом. Остроумным приемом Игнатьев сумел избежать этих потерь. Резец Игнатьева, похожий на чашку с заточенной кромкой, укрепляется в подшипнике. Стружка металла, ползущая с изделия, приводит резец во вращение. Резец Игнатьева, изготовленный из обычной быстрорежущей стали, позволяет добиваться огромных скоростей резания, достижимых только с резцами из специальных твердых сплавов. В нашей стране широкое развитие получила и скоростная обработка металлов. Советским изобретателям принадлежит честь создания новых инструментов и методов технологии обработки металла, позволивших в сотни раз увеличить скорость резания. Своим методом скоростного резания металлов прославились и многие новаторы промышленности. Рядом с именем известного физика В. Д. Кузнецова и его учеников, разработавших теорию скоростного резания, стоят имена мастеров усовершенствованной обработки металлов: Г. Борткевича, П. Быкова, Ю. Дикова, Н. Чикирева, В. Колесова и других. Токарь П. Рыжков сделал замечательный вклад в технику — он сконструировал устройство, гасящее вибрации резца. В Советской стране получила быстрое развитие наука о сельскохозяйственных машинах. В дореволюционной России выпускалось 20 — 25 видов простых сельскохозяйственных машин, преимущественно на конной тяге. Мощная социалистическая тяжелая индустрия производит теперь тысячи разнообразнейших сельскохозяйственных машин, конструк- Резец для скоростной обработки металла, снабженный пластинкой из твердого сплава. 16* 227
ции которых разработаны в нашей стране, — миллионы механических помощников человека работают на советских полях. Значительных успехов достигли в нашей стране зодчество, строительная механика. Забота об удобствах жизни советского человека — вот цель наших зодчих. Яркий пример тому новые прекрасные жилые дома, лучшее в мире метро. Советские архитекторы решают небывалые в истории зодчества задачи — планомерное строительство и реконструкцию городов. Высокого уровня достигла в Советской стране строительная техника. Советские инженеры разработали методы скоростного строительства. Используя строительные детали, изготовленные на заводах, умело сочетая строительные и монтажные работы, советские архитекторы возводят сооружения в исключительно короткие сроки. Армия машин — подъемных кранов, бетономешалок, растворосмесителей и насосов, вакуумных установок для сушки бетона и штукатурки — работает на строительных площадках. Широко применяются новые строительные материалы. В поисках архитектурных форм советские строители внимательно изучают и те богатства, которые накопило за всю свою историю зодчество нашей Родины и других стран.
СОЗДАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЕЙ Двигатель — сердце машины. Двигатели заставляют тепловозы мчать тяжелые составы, блюминги — прокатывать сгаль, станки — резать, штамповать, выдавливать металл. Они посылают-нам электрическую энергию — словом, приводят в действие весь сложный и многообразный мир техники. «Всякая развитая совокупность машин... — писал Маркс в «Капитале», — состоит из трех существенно различных частей: машины-двигателя, передаточного механизма, наконец машины-орудия, или рабочей машины. Машина-двигатель действует как движущая сила всего механизма. Она или сама порождает свою двигательную силу, как паровая машина, калорическая машина, электромагнитная машина и т. д., или же получает импульс извне, от какой-либо готовой силы природы, как водяное колесо от падающей воды, крыло ветряной мельницы от ветра и т. д.». История создания и совершенствования двигателей во всем их многообразии занимает очень большое место в мировой технике. Изобретениями в этой области, сделанными русскими техниками, по праву гордится наш народ. ВЕЛИКИЕ ГИДРОТЕХНИКИ Бетонные плотины перегораживают наши реки. Тысячи тонн воды, устремляясь в турбины, приводят в движение генераторы электрического тока. Ток расходится по проводам на сотни, а порой и тысячи километров, питая энергией фабрики, заводы, города и колхозы. Выполняя ленинский план электрификации страны, советский народ под руководством Коммунистической партии возвел тысячи больших и малых гидроэлектростанций. Созданы такие гиганты, как Щербаковская и Мингечаурская ГЭС. Вступили в строй Цимлянская ГЭС, Камская ГЭС, Усть-Каменогорская 229
гидроэлектростанция на Иртыше. Вступают в строй волжские гидростанции — Куйбышевская и Сталинградская. Мы строим сейчас крупнейшие в мире Братскую и Красноярскую ГЭС. На базе высокой техники нового, социалистического общества мы создаем замечательные гидротехнические сооружения, используя здесь многовековой опыт строителей водяных сооружений. А опыт этот богат и многосторонен, Еще в глубокой древности русские «водяные мастера» славились своим искусством. В 1926 году молодая Наша страна праздновала пуск первенца плана ГОЭЛРО — Волховской гидроэлектростанции. Мало кто знает, однако, что четыреста лет назад на реке Волхове уже трудились «водяные люди», перегораживая ее бурное течение плотиной. В 1528 году, как повествует четвертая Новгородская летопись, некий «Псковйтин, светогорского мельника человек», предложил «мельницу поставить, где искони не было, на славной реке, на Волхове». В короткое время на бурной реке была возведена плотина. Поставили колеса, жернова, и «камень нача и вертится, тако видети кабы ему и молоти». Почти за полтысячи лет до наших дней люди заставили работать на себя могучее течение Волхова. Позже, в XVIII веке, в России насчитывались уже сотни промышленных предприятий, работавших в основном от водяного двигателя. Многие плотины, воздвигнутые русскими строителями, были замечательными сооружениями. Самые выдающиеся деятели отечественной науки уделяли большое внимание гидротехнике. Достаточно указать, например, на то, что Михаил Васильевич Ломоносов, руководивший в 1754 году строительством Усть-Рудицкой фабрики цветного стекла, лично проектировал гидроустановку для фабрики. Эта установка состояла ив трех вододействующих колес, каждое из них имело свое назначение: одно приводило в действие лесопилку, другое — шлифовальный стан, третье — мельницу. Здесь же великий ученый проводил опыты по изучению действия текущей воды. Переписываясь с Леонардом Эйлером, Ломоносов сообщал ему о том, что исследует, «как текущая по наклонению вода течение свое ускоряет и с какой силою бьет». Большой вклад в теорию движения жидкостей внесли петербургские академики Даниил Бернулли и Леонард Эйлер. Долгое время развитие промышленности опиралось главным образом на водяной двигатель. Вершиной в развитии техники водяных колес были знаменитые подземные гидросиловые установки водяного мастера Козьмы Дмитриевича Фролова, построенные им на алтайских заводах в середине XVIII века. Козьма Дмитриевич Фролов родился на Урале. Как многие из «мастерских детей», он был послан на учебу в горнозаводскую школу. По окончании ее он долго работал сначала на Урале, затем в Карелии, стал знатоком горнозаводского и водяного дела. Позже был он направлен на Алтай, на серебро- и золотодобывающие заводы, где деятельность его развернулась во всю силу его таланта. На реке Корбалихе в 1763—1765 годах русский гидротехник соорудил гигантский силовой каскад, где отведенные в подземный канал воды 230
Подземный водяной каскад Козьмы Фролова — грандиознейшая силовая установка прошлого. реки последовательно использовались на трех предприятиях, таким образом много раз совершая полезную работу. Козьма Дмитриевич Фролов превратил водяной двигатель в центральный, главный двигатель предприятия: от него работали не только все механизмы, но и внутризаводской транспорт. Завод Фролова, приводимый «в совершенное действие водяною силою», был предшественником современных, полностью механизированных заводов. Вагонетки перемещались по рельсовому пути с помощью канатов, которые наматывались на специальные барабаны, соединенные с двигателем. Предприятие Фролова на Корбалихе работало долго и выплавляло много драгоценных металлов. За один лишь 1766 год оно дало больше 674 пудов серебра и свыше 21 пуда золота. И если необыкновенное сооружение алтайского водяного мастера было со временем забыто, виноват в этом крепостнический строй, стремившийся подавить в стране интерес и внимание к отечественным достижениям. Еще более грандиозным было второе гидротехническое сооружение Фролова — подземная гидроустановка Змеиногорского рудника. Историки при обзоре крупнейших гидросиловых установок XVIII века останавливаются обычно на двух сооружениях. Первым они считают лондонскую городскую водокачку, некогда стоявшую на Темзе. Там, в пролетах между опорами моста, были установлены огромные водяные колеса. С помощью их приводились в движение насосы, поднимавшие воду на башню водокачки. Оттуда вода растекалась по кварталам города. 231
=-=-=г^=: В качестве второго примера приводят обыч- Профиль Змеино горской плотины (вверху) мало чем отличается от профиля современных земляных плотин — Ольховской (Донбасс) и Терской (Кавказ). - —г но гидроустановки в Марли. Водой из реки Сены они питали фонтаны Версаля — летней резиденции французских королей. Это была действительно гигантская и очень сложная система, состоявшая из 14 водяных колес диаметром в 12 метров. Колеса приводили в движение группу из 235 насосов, ступенями подававших воду на высоту свыше 160 метров. Отсюда вода под большим естественным напором расходилась к дворцовым фонтанам. Исследование и изучение подземных гидроустановок, построенных Фроловым на Змеино- горском руднике, показывает, что установки в Марли, обслуживавшие фонтаны, не могут идти в сравнение с грандиозными промышленными установками русского мастера. Даже трудно представить себе весь этот сказочный подземный мир машин колоссального размера и необычайной формы. Мир, созданный волей и трудами талантливого изобретателя: огромные подземные камеры высотою в 21 метр, где вращаются деревянные колеса диаметром в пятиэтажный дом; длиннейшие подземные коридоры и галереи, где под грохот и плеск падающей воды движутся могучие тяги и рычаги. Нельзя не восхищаться исполинским размахом создания русского гидротехника. Он не только развил все лучшее, что можно было почерпнуть из техники своего времени, но и обогатил ее новыми изобретениями. Как же работала гигантская установка? Созданная под руководством Фролова и сохранившаяся до наших дней Змеиногорская восемнадцатиметровая плотина поднимала воду реки и направляла ее по каналу на силовой каскад. Интересно отметить, что плотина эта, возведенная почти за двести лет до нашего времени, имеет почти тот же профиль, что и современные земляные плотины. Поднятая плотиной вода вращала колеса лесопильной установки и затем устремлялась под землю. Подземный водяной поток сначала приводил в действие колеса рудоподъемной машины Екатерининской шахты. Дальше он катился вновь по подземной галерее к семнадцатиметровому колесу водоподъемного механизма той же шахты, заставляя гигантские колеса вращаться. Отработавшая напорная вода мчалась опять- таки под землей к рудоподъемнику Вознесенской шахты — колесу шестнадцатиметрового диаметра. Оно приводило в движение целую систему насосов и устройств для подъема руды. Таким образом, вода пробегала под землей Титанические водяные колеса диаметром в пятиэтажный дом вращались в подземных залах. 232
расстояние более двух километров, отдавая по пути свою энергию многочисленным механизмам рудников. В те годы, когда еще не было ни паровых машин, ни электричества, способного передавать энергию на любое расстояние, и машины вынуждены были жаться к водяному колесу, Фролов значительно уменьшил зависимость машин от «водяной силы». В его гигантской установке усилия водяных колес передавались механизмам и насосам на многие десятки метров с помощью остроумно задуманной системы шатунов, кривошипов и канатов. Так, в своей установке Фролов стремился воплотить идею централизованного питания энергией промышленного предприятия. Впоследствии эта идея получила широкое развитие. Самым последним достижением гидротехники вододействуюЩих механизмов прошлого было, пожалуй, создание в 1837 году крупнейших колес гидроустановки на реке Нарове. Установка включала колоссальное металлическое колесо. При ширине в 7,5 метра вододействующий гигант имел диаметр в 9 метров и развивал мощность в 500 лошадиных сил. Установка просуществовала до 1874 года, когда водяные, колеса были заменены гидротурбинами. * * * Еще в XVI веке в нашей стране широко применялись так называемые мутовчатые мельницы. Водяной двигатель их отличался от обычных водяных колес. Иа вертикально расположенной оси мельничного механизма был насажен диск с наклонно укрепленными на нем деревянными лопатками. Падавшая сверху, из узкого желоба, водяная струя ударяла в ложкообразные углубления наклонных лопаток и вращала с большой скоростью вал мельницы. Быстроходность установки была исключительной для той поры. Нетрудно заметить, что такая конструкция водяного двигателя и являлась прообразом современной водяной турбины. Однако должны были пройти века, прежде чем водяная турбина получила достаточно совершенное техническое воплощение. Изобретатели и ученые многих стран внесли свой вклад в создание гидравлической турбины. Выдающиеся ученые XVIII века Даниил Бернулли и Леонард Эйлер, долгие годы работавшие в России, создали математические уравнения, которые легли в основу расчетов гидравлических машин. Леонардом Эйлером была в свое время теоретически разработана конструкция водяной турбины и ее двух основных составляющих — ротора и аппарата, направляющего воду. Ученым также были предложены оригинальные колеса с кривыми лопатками. Идеи академика Эйлера привлекли к себе внимание многих иностранных ученых. Сегнер, Бюрдэн, его ученик Фурнейрон и другие пытались осуществить водяной двигатель. Наибольший успех выпал на долю француза Бенуа Фурнейрона, который в 1834 году построил действующий образец промышленной водяной турбины. В 1837 году талантливым уральским мастером Игнатием Егоровичем Сафоновым (1806—1850) также был построен - водяной двигатель нового типа — промышленная водяная турбина. Сафоноз — сын крепостного мастерового, работавшего на Нижне-Алапаевском заводе. Учился он в горнозаводской «словесной» школе, затем был определен в слесарные ученики. 233
Конструктивная схема турбины Сафонова. Подлинный чертеж од ной из турбин, построенных Сафоновым. В четырнадцать лет, в 1820 году, вместе с отцом, плотинным мастером, Игнатий Сафонов работал уже на Нижне-Алапаевском заводе. Подобно другим «водяным людям», которых на Урале называли шутливо и уважительно «архимедами», Сафонов отлично изучил установки с водяными колесами. Он знал все их недостатки и решил отказаться от частных усовершенствований подобных колес. В 1835 году молодой изобретатель предложил управлению заводов созданный им проект «горизонтального водяного колеса». Подобно многим изобретателям-самородкам, Сафонов был вынужден приступить к строительству турбины на свой страх и риск. Построенная к началу 1837 года, его турбина, как и последующие конструкции, была создана из металла. Попадая в цилиндрическое тело турбины, напорная вода проходила сквозь неподвижные изогнутые направляющие лопатки к подвижным лопаткам, укрепленным на вертикальной оси. Обтекая лопатки, вода вращала ротор турбины. Поднимаясь или опускаясь, цилиндрическое кольцо, укрепленное на цепях, регулировало мощность турбины, закрывая или открывая доступ воды к направляющим лопаткам. Глядя на сохранившиеся чертежи водяной турбины Сафонова, поражаешься точности, с которой были рассчитаны и выгнуты подвижные и направляющие лопатки, удивляешься продуманности всей конструкции. Первая построенная им турбина превзошла все ожидания изобретателя: при том же расходе воды она давала по сравнению с водяным колесом вдвое большую мощность. Каждая последующая турбина замечательного русского мастера была еще более совершенна. Достаточно сказать, что построенная Сафоновым в 1841 году турбина для Нейво-Шай- танско'го завода приводила в действие листопрокатный и плющильный станы. По своей мощности эта турбина, работавшая при напоре воды в 3,5 метра и расходе 240 литров воды в секунду, превышала мощность трех наиболее совершенных водяных колес, работавших при напоре в 6,4 метра и расходе воды 800 литров в секунду. Заслуга Сафонова не только в том, что он создал водяную турбину своей конструкции, но и в том, что он ввел ее в практику на многих промышленных предприятиях Урала. Игнатий Егорович Сафонов умер в расцвете своих творческих сил, в возрасте сорока четырех лет, до конца своих дней оставаясь крепостным. Имя его должно быть поставлено рядом с именами Ползунова, Фролова, Черепановых, Кулибина и других великих мастеров России, вышедших из народа. Продолжателями дела Сафонова были талантливые техники В. И. Рожков и А. И. Пермяков. Сои/с 234
Рожковым в 1855 году была построена на Екатерининском монетном дворе первая турбина двойного действия, получившая название «турбины Рожкова». Оригинальную турбину построил в Московском высшем техническом училище видный гидравлик XIX века Пермяков. Русские гидротехники сделали большой вклад в создание водяных турбин — двигателей, играющих в современной энергетике о-громную роль. ПОДВИГ ИВАНА ПОЛЗУНОВА Есть изобретения, которые стоят на рубеже двух эпох развития техники. И через десятилетия, а зачастую даже через столетия, еще острее ощущается вся значимость этих изобретений. Перед нами встает величественный образ алтайского механика Ивана Ползунова. Представьте себе мир, в котором машины приводятся в действие мускульной силой или силой водяных колес и ветряных мельниц, покорных любым капризам природы. Таким был мир техники до создания парового двигателя. И представьте себе заводы с дымящимися трубами, паровые машины и турбины, паровозы и пароходы — весь сложный и могучий мир паро- техники. Универсальный тепловой поршневой двигатель создал русский изобретатель Ползунов. Сын солдата, Иван Иванович Ползунов родился, как предполагают, в Екатеринбурге в 1729 году. Учился он в заводской школе, а потом работал в звании «механического ученика» с жалованьем рубль в месяц. В 1747 году Ползунова направили на Колывано-Воскресенские заводы на Алтай, чтобы он «впредь при горных, плавильных и пробирных делах мог быть...». Ползунов долгие годы работал на Колывано-Воскресенских заводах, где развернулась его многосторонняя деятельность. Понимая нужды производства, Ползунов задумал «пресечь водяное руководство». Чтобы осуществить свой новаторский замысел, он решил создать «огненную машину», которая была бы, как писал Ползунов, «способной по воле нашей, что будет потребно, исправлять». Машина эта, в отличие от всякого рода паровых насосов, находивших себе применение только при откачке воды, должна была обеспечить непрерывное действие и могла быть использована для любых работ. Месяцы кропотливейших расчетов, бессонные ночи, проведенные над чертежами, многочисленные схемы и опыты — и, наконец, грандиозная задача решена! В 1763 году Ползунов подал начальнику Колывано-Воскресенских заводов проект паровой машины. Сделанная поэтому проекту модель машины хранится сейчас в Барнаульском горном музее. В Петербурге статский советник Шлаттер, которому было поручено рассмотреть проект Ползунова, не мог не признать, что «...сей его вымысл за новое изобретение почесть должно». Получив ряд замечаний Шлаттера, как мы теперь знаем, в основном ухудшавших паровую машину, Ползунов приступил к ее постройке. 235
Модель-паровой машины Ползунова, хранящаяся в Барнаульском горном музее. Новый двигатель, в противовес громоздким деревянным водяным колесам, должен был целиком состоять из металла. Зная всю сложность предстоящей работы, Ползунов мечтал построить машину сначала «малым корпусом», то есть малого масштаба. Однако начальство приказало, чтобы он сразу же возводил крупную заводскую установку. И вот без всякой помощи, лишь с двумя юношами-учениками да несколькими чернорабочими, Ползунов начал постройку огромной, высотой с трехэтажный дом, рабочей машины для обслуживания воздуходувки на десять плавильных печей. Подробные рабочие чертежи и исторические документы говорят нам об устройстве и работе этой паровой машины. Вода разогревалась в котле, склепанном из медных листов. Пар поступал через специальные распределительные устройства в два вертикальных трехметровых цилиндра, поршни которых действовали на коромысла. Эти коромысла были связаны с мехами для поддува рудоплавиль- ных печей, а также с водяными насосами-распределителями и другим дополнительным оборудованием, необходимым для питания котла и для поддержания непрерывного действия машины. Великий механик добился того, что все детали его машины постоянно «сами себя в движении держали». При постройке машины Ползунов проявил себя также и выдающимся теплотехником. Об этом говорит искусно придуманное автоматическое снабжение котла подогретой водой. К маю 1766 года строительство было в основном закончено. Но 27 мая, за несколько месяцев до пуска машины, который состоялся в августе, ее гениальный создатель умер, надорванный непосильным трудом и нуждою. Машина начала работать уже без него. В течение 43 дней она исправно обслуживала дутьем рудоплавильные печи и не только полностью оправдала свою стоимость (7 200 рублей), но и дала свыше 12 тысяч рублей прибыли. Однако отсутствие опыта у преемников гениального изобретателя не замедлило сказаться. Полуграмотное начальство при устранении возникавших, естественно, неисправностей нозой машины вводило свои кустарные «новшества». Так, чтобы уменьшить зазоры между поршнями и цилиндрами, поршни обернули берестой, в результате чего «бересто весьма ожесточилось, в логоватые места вода проходить чрезвычайно начала». Машина проработала, пока не стала из-за течи котла. Равнодушное к технической мысли заводское начальство не позаботилось о починке машины. Ее забросили!.. По предписанию управителей алтайских заводов Ирмана и Миллера, ползуновская машина была уничтожена. Это они издали в 1779 году чудовищный указ: «...огнедействующую махину... разобрать; находящуюся при оной фабрику разломать и лес употребить на что годен будет». Это они расхитили ползуновский двигатель, оставив на месте его развалины, сохранившие народное название «Ползуновское пепелище». Но память о Ползунове не могла быть вытравлена из сердца русских людей. Имя его должно быть поставлено рядом с именем известного английского изобретателя паровой машины Джемса Уатта, открывшего широкую дорогу ее промышленному применению. 236
Спустя десятки лет после смерти Ползунова старожилы-алтайцы передавали предание о человеке, постигшем тайну огненной силы и стремившемся с помощью могучей машины облегчить труд своих соотечественников. Советские исследователи восстановили историческую правду о Пол- зунове. Машина Ползунова обслуживала дутьем плавильные печи. В наши дни паровые машины широко применяются на паровозах и в отдельных промышленных установках. Однако на крупнейших фабриках энергии — на тепловых электрических станциях, мощность которых составляет многие тысячи киловатт, — в качестве двигателей применяются не поршневые паровые машины, а паровые турбины. В паровой турбине используется энергия струи пара, который действует не на поршень, заставляя его двигаться взад и вперед, а на лопатки, вращающие вал двигателя. Вырываясь с огромной скоростью, достигающей скорости распространения звука (свыше 300 метров в секунду), струя пара проходит между чередующимися рядами вращающихся и неподвижных лопаток такой турбины. Подвижные лопатки укреплены на дисках, насаженных на вал турбины. Обтекание лопаток стремительной струей пара заставляет вращаться диск и соответственно вал турбины. Неподвижные лопатки, укрепленные на кожухе турбины, направляют струю пара от одного ряда подвижных дисковых лопаток к другому. Таким образом, пар, проходя через турбину, отдает свою энергию на вращение вала турбины. В современных паровых турбинах, совершая много тысяч оборотов в минуту, вал вращается с исключительной плавностью. Этого не может обеспечить никакая обычная паровая машина, в которой возвратно-поступательное движение поршней преобразуется во вращение маховика. Изобретение паровой турбины явилось событием исключительной важности. Оно дало новое, чрезвычайно плодотворное направление развитию техники использования пара. И действительно, если требовалось увеличить мощность паровой машины, увеличивали ее размеры. В некоторых случаях паровые машины достигали непомерной величины. А паровая турбина той же мощности была во много раз меньше. Быстроходность паровой турбины позволяла сочетать ее с электрическими генераторами, ко- ( Ж
торые при высоких скоростях вращения можно было строить относительно небольших размеров. Идея создания паровой турбины увлекла многих русских изобретателей. На Алтае, явившемся колыбелью ползуновского парового двигателя, на Сузунском заводе в начале прошлого века работал замечательный «огневых дел» мастер Поликарп Михайлович Залесов. На протяжении ряда лет он, занимаясь паровыми машинами и исследуя работу пара, пришел к мысли построить паровой двигатель иного типа. С 1806 по 1813 год Залесов соорудил не одну модель паровой турбины на заводе, где он работал. Материалы, хранящиеся в алтайских архивах, убедительно подтверждают успех талантливого русского мастера, имя которого, как и десятки Схема паровой имен других талантливейших русских изобретателей, было длительное турбины. время предано забвению. Строителем турбин был и другой изобретатель, Павел Дмитриевич Кузьминский (1849—1900), с трудами которого нам предстоит еще встретиться в книге. Работая в области судостроения и воздухоплавания, П. Д. Кузьминский пришел к выводу о нецелесообразности использования паровой машины поршневого типа в качестве судового двигателя. Он писал: «Существующий тип паровых машин, при которых нет возможности получать такие огромные скорости вращения движителя... должен отойти... На место него явится тип быстро вращающихся турбинных двигателей». В начале девяностых годов Кузьминский построил и опробовал судовую паровую турбину своей конструкции. Она имела исключительно ма- Разрез современной мощной лый удельный вес — всего лишь паровой турбины, 15 килограммов на лошадиную силу мощности. Кузьминский прекрасно понимал всю трудность технического творчества в условиях, когда отечественные открытия предавались забвению. С волнением писал он о новых временах, которые должны наступить, о временах, «...когда открьн тия и изобретения русского творческого ума и настойчивого труда» будут находить достойное применение. Основные задачи турбостроения в раннем периоде развития этой техники успешно решали шведский инженер Лаваль и английский изобретатель Парсонс; с их именами связывается создание паровой турбины. 238
ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Изобретение двигателя внутреннего сгорания открыло новую эру в развитии транспорта — наземного, водного и воздушного. В 1885 году немецкий инженер Г. Даймлер построил двигатель внутреннего сгорания мощностью около 10 лошадиных сил, работавший на керосине, и установил его на экипаже. Эта дата и считается днем рождения бензинового мотора. Изыскания советских исследователей говорят, что над созданием бензинового мотора работал инженер Игнатий (Огнеслав) Степанович Ко- стович (1851—1916). Косювич родился в Венгрии, но большую часть жизни прожил в России. В качестве командира русского военного парохода на Дунае он участвовал в войне с Турцией и после тяжелого ранения переселился в Петербург. Здесь до конца жизни он занимался изобретательской деятельностью в разных областях техники и военного дела. В августе 1879 года в Петербурге на заседании кружка любителей воздухоплавания бывший моряк русского флота капитан Костович показал собравшимся чертежи изобретенного им дирижабля и восьмидесятисильного двигателя к нему. Проект дирижабля представлял огромный интерес, а его двигатель открывал новую главу в энергетической технике. Он должен был работать на бензине, зажигание горючей смеси в цилиндрах происходило с помощью электрической искры. Оригинальный проект Костовича привлек к себе внимание. Изобретателя поддержал увлекавшийся вопросами воздухоплавания Д. И. Менделеев. На строительство летательного аппарата были собраны по подписке деньги. На Охтенской судостроительной верфи начали строить дирижабль. В первую очередь сооружался двигатель. В 1884 году мотор был готов и к концу года подвергся испытаниям. В восьми горизонтально расположенных цилиндрах под действием вспышек бензиновых паров перемещались поршни. С помощью штоков и промежуточных шатунов они передавали усилия на общий коленчатый вал, поднятый почти на метр над цилиндрами. Тяжелый маховик обеспечивал равномерность вращения вала двигателя. Четыре карбюратора, которые производили смесь бензиновых паров с воздухом, бцли соединены с четырьмя запальными коробками. Каждая из коробок обслуживала одновременно два противолежащих цилиндра. В запальной коробке находились клапан для пуска горячей смеси, клапан для выпуска отработанных газов и вращающийся электроконтакт для создания искры. Открытие клапанов и вращение запального контакта осуществлялись автоматически от коленчатого вала через шестерни и цепные передачи. Охлаждение мотора было водяное. Заключенные в специальные кожухи цилиндры омывались с внешней стороны водою. Для уменьшения Двигатель внутреннего сгорания, созданный И. С. Костовжем. Принцип действия поршневого двигателя внутреннего сгорания. 239
трения цилиндры и поршни были сделаны из бронзы и усиленно смазывались. При мощности в 80 лошадиных сил двигатель весил всего лишь 240 килограммов, то есть на каждую лошадиную силу мощности приходилось 3 килограмма веса. Испытания двигателя Костовича дали хорошие результаты. Однако использован на дирижабле двигатель не был, так как средств на постройку огромного летательного аппарата у изобретателя не хватило. О судьбе, постигшей дирижабль талантливого русского изобретателя, мы расскажем в главе «Для защиты Родины». Важно отметить, что создание мотора не случайная удача Костовича. В литературе есть указания, что за несколько лет до начала строительства дирижабля Костовичем была построена моторная лодка также с бензиновым мотором. Чертежи и описание этого мотора не сохранились, но работа над ними послужила, видимо, изобретателю серьезной подготовкой к созданию описанного выше двигателя. В 1888 году, желая закрепить за собой изобретение, автор подал заявку и в 1892 году получил привилегию на свой бензиновый мотор. Ко- стович не был одинок в своем творчестве. Почти в те же годы в России трудились другие талантливые изобретатели двигателей. В 1885 году молодой конструктор Б. Г. Луцкой построил четырехцилиндровый, а затем и шестицилиндровый двигатель внутреннего сгорания с вертикальным расположением цилиндров в один ряд. Эти двигатели были прообразом современных автомобильных и судовых моторов, в которых принято такое же'расположение цилиндров. Больше десяти двигателей внутреннего сгорания разных мощностей и конструкций построил Луцкой для транспорта. В 1904 году он создал пятидесятисильный двигатель для моторной лодки, а еще через два года — мотор колоссальной мощности, в 6 тысяч лошадиных сил, установленный тогда на миноносце Балтийского флота «Видный». Много было сделано русскими моторостроителями для создания двигателей внутреннего сгорания авиационного типа. Особо следует остановиться на интересном авиационном двигателе, разработанном и построенном в 1909 году изобретателем Анатолием Георгиевичем Уфимцевым. Его двигатель имел удельный вес всего лишь 1,4 килограмма на лошадиную силу. Особенность этого двигателя заключалась в том, что цилиндры его вращались в одну сторону, вал — в другую. Этот шестицилиндровый двигатель так называемого «би- ротативного» типа вращал одновременно в разные стороны два пропеллера, развивая мощность в 90 лошадиных сил, — почти вдвое большую, чем мощность обычных двигателей того же веса и объема. Показанный на Международной авиационной выставке в Москве, этот мотор привлек всеобщее внимание, создатель его был награжден серебряной медалью. * * * Русские ученые много сделали для создания двигателей внутреннего сгорания, работающих не на дорогом бензине, а на более дешевом топливе, на нефти. В 1893 году знаменитый немецкий изобретатель Дизель приступил к изготовлению опытного образца двигателя внутреннего сгорания, кото- 240
рый должен был работать на дешевом горючем, по принципу, отличному от обычных моторов внутреннего сгорания. Новый принцип был направлен к тому, чтобы более полно использовать запас энергии, заключенной в горючем. Такое использование возможно при сильном сжатии горючей смеси в цилиндре и при постепенном сгорании ее, а не при взрыве, как это происходит в бензиновом моторе. Когда поршень сильно сжимает воздух в цилиндре и давление достигает нескольких десятков атмосфер, сжатый воздух саморазогревается до 700 градусов. Впрыскиваемое горючее при такой температуре вспыхивает и постепенно по мере поступления сгорает. Горючие газы оказывают давление на поршень, связанный через кривошипный механизм с валом двигателя. Больше трех лет бился изобретатель над созданием действующей модели машины, отбрасывая многое из того, что было задумано им раньше Сначала он отказался от применения в качестве горючего предложенного им угольного порошка. Затем пришлось отказаться и от применения нефти. Созданные двигатели, названные в честь их изобретателя дизелями, были огромным достижением техники, но они работали только на дорогом топливе — бензине и керосине. Нефтяной же двигатель —* мощный и экономичный — так и оставался некоторое время мечтой. Создан был такой двигатель в 1899 году группой инженеров и техников петербургского машиностроительного завода «Русский дизель». Это был своеобразный, прекрасно разработанный двигатель, продуманный во всех своих конструктивных особенностях. Удачные топливный насос и форсунка для подачи нефти в цилиндр почти без изменения сохранились на дизелях некоторых конструкций до наших дней. Русский двигатель был очень экономичным. Имея мощность в 25 лошадиных сил, он расходовал всего 240 граммов сырой нефти на лошадиную силу в час — результат для того времени невиданный! Слава русского завода быстро облетела моторостроительные предприятия Европы. Зарубежные предприниматели ухватились за самый простой и экономичный двигатель — они начали выпускать моторы по образцам «русской нефтянки». Несколько лет спустя совсем в другом конце России, в селе Бала- кове, на Волге, в небольшой мастерской изобретателем Яковом Васильевичем Маминым был создан двигатель новой конструкции (о его многогранном творчестве мы еще расскажем в последующих главах). Двигатель этот также работал на сырой нефти; он имел один горизонтально расположенный цилиндр с воздушным охлаждением. Запатентованный в 1903 году, этот двигатель мощностью в 12 лошадиных сил выпускался сериями. Он обладал исключительной выносливостью, длительное время мог работать с перегрузкой до 60 процентов. Но заслуга русской техники состоит не только в создании первых двигателей на нефти. В России этому двигателю было найдено и серьезное применение. Так, двигатель Мамина стал впоследствии основой первого русского колесного трактора, а петербургскую нефтянку использовали в судостроении. В 1903 году был построен теплоход «Вандал». Его дизель вращал ротор динамо-машины, питавшей электромоторы, соединенные с водяными винтами. 16 Рассказы 241
В следующем году был построен другой волжский теплоход — «Сармат». На нем стояли два дизеля. О «Сармате» заговорил весь мир, да и было о чем говорить: вместо 48 тонн нефти, нужной пароходу для пути от Баку до Астрахани, теплоход сжигал всего 9 тонн! Таким образом, русские инженеры-судостроители К. П. Боклев- ский, Д. Д. Филиппов, Р. А. Корейво и другие, применив новые двигатели, открыли и новое направление в судостроении — строительство теплоходов. Русские строители двигателей решили ряд принципиально важных технических задач. Петербургский машиностроительный завод «Русский дизель» впервые разработал и применил на своих нефтяных двигателях топлиьные насосы, которые позволяли . изменять количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя, а тем самым и изменять число оборотов. Уже на теплоходе «Сармат» в 1904 году были установлены двигатели такой конструкции. В 1908 году машиностроительный завод в Петербурге построил реверсивный дизель. Система обратного хода для него была предложена инженером К. В. Хагелиным. Этот двигатель безукоризненно давал обратный ход. Он сразу же нашел себе применение, был установлен на подводной лодке «Минога». Профессор Н. А. Быков, руководитель испытаний отечественных двигателей, писал: «Насколько просто и легко управление машиной, показывает уже одно то, что я... производил без всяких затруднений перекидку реверса, и двигатель под моими руками менял направление движения с «полного вперед» на «полный назад» в течение десяти- двенадцати секунд». Четырехтактный ревер- Самостоятельную схему реверса мощных сивный нефтяной двига- нефтяных двигателей почти одновременно с кон- тель. структорами петербургского завода разработали инженеры Коломенского машиностроительного завода. Таким образом, была решена считавшаяся столь трудной проблема создания судового двигателя. Через десять лет после спуска на воду первого теплохода их насчитывалось в разных странах уже свыше восьмидесяти, причем из этого числа на долю России приходилось около семидесяти судов. В 1906 году Петербургский машиностроительный завод построил двухтактный дизель с картерной продувкой и выхлопом через клапаны. В 1911 году тот же завод построил V-образ- ный двигатель для судов. Инженеры Коломенского машиностроительного завода построили в 1908 году по проекту инженера Корейво судовой двухтактный нефтяной двигатель с расходящимися поршнями и щелевой продувкой. Этот двигатель демонстрировался через два года на Международной выставке в Петербурге. 242
Тот же Коломенский завод построил по проекту- Д. Д. Филиппова четырехтактный двигатель двойного действия большой мощности. Все эти примеры подтверждают огромную силу творческого предвидения русских теплотехников. Значительны достижения наших теоретиков тепловых двигателей. В 1907 году профессор Василий Игнатьевич Гриневецкий (1871 — 1919) создал научный метод теплового расчета рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания. Этот метод лег в основу теоретических исследований в области расчета тепловых двигателей. Гриневецкий стал Основоположником русской школы теплотехников. Его труды до последнего времени остаются весьма значительными в этой области. В результате технического и научного творчества многих поколений русских изобретателей нефтяной двигатель внутреннего сгорания окончательно вошел в жизнь. На необычайную высоту подняли эту область техники советские ученые — конструкторы двигателей внутреннего сгорания. Когда мы сейчас видим могучие тепловозы, теплоходы, тракторы, автомобили и самолеты с поршневыми двигателями, работающими на легком и тяжелом топливе, мы не должны забывать, что эти экономичные и удобные моторы вошли в технику при активном содействии русской изобретательской мысли. * * * Как ни экономичен поршневый двигатель внутреннего сгорания, он обладает недостатком, свойственным поршневым паровым машинам: возвратно-поступательное движение поршня в нем приходится преобразовывать во вращательное движение вала. Этот недостаток устранен в самом совершенном двигателе внутреннего сгорания — газовой турбине. Энергия потока газов, получающихся от непрерывного сгорания топлива, здесь преобразуется во вращение вала турбины. Устройство газовой турбины во многом подобно устройству паровой турбины, но лопатки в ней обдуваются не паром, а раскаленными газами — продуктами сгорания топлива. Не сразу подошли изобретатели к созданию газовой турбины. В годы, когда паровые турбины уже существовали, русские изобретатели сделали попытку построить двигатель промежуточного типа — паро-газотурбину. В 1892 году известный изобретатель П. Д. Кузьминский составил проект паро-газо-турбомашины и специального котла к ней. В «Записках Русского технического общества» в феврале 1895 года изобретатель определил особенности этого двигателя постоянного горения. В статье «Из областей механики воздухо- и водоплавания» Кузьминский писал: «Я... лишь недавно и в последнее время вынужден был заявить привилегию на прибор (газопарород), в котором сгорание горючих тел совершается непрерывно и под давлением...» Турбина Кузьминского имела два диска с лопатками — подвижный и неподвижный — и была соединена с камерой горения. В эту камеру через форсунку под давлением в 10 атмосфер впрыскивался керосин. Сгорая, он смешивался с водяными парами, образовавшимися в змеевике, уложенном по стенкам камеры. Смесь пара и продуктов горения ке- 16* 243
росина под большим давлением врывалась в турбину и вращала ее диск. Газовая турбина промышленного значения строилась в 1897 году на патронном заводе в Петербурге. Турбина и камера горения предназначались для небольшого катера. Паро-газо-турбомашина, хотя и имела целый ряд конструктивных недостатков, явилась, однако, началом многих интересных работ в этой области. Изобретатель ее правильно предвидел многообразное применение в будущем нового двигателя. Постройкой газовой турбины и газо-парового генератора к ней занимался в самом начале нашего века еще Петербургский металлический завод. Газовую турбину не непрерывного горения, а взрывного типа осуществил русский инженер В. В. Кароводин. В 1906 году он запатентовал свой «аппарат для получения пульсирующей струи газа значительной скорости вследствие периодических взрывов горючих смесей». Этот аппарат, конструкция которого совпадает с построенным в недавнее время пульсирующим реактивным двигателем, приводил в движение ротор газовой турбины. Периодически воспламенявшиеся в камере сгорания газы с огромной скоростью двигались по трубе и сквозь сопло вырывались на лопатки турбины. Выходя из трубы, газы, продолжая двигаться по инерции, создавали разрежение в камере сгорания. В результате этого открывался специальный клапан и впускал в камеру новую порцию горючего, которая поджигалась электрической свечой. Цикл повторялся. «Предлагаемый генератор с пульсирующей струей, — писал автор, — может применяться к газовым турбинам или ко всякому другому приемному аппарату как непосредственно, так и посредством промежуточного или промежуточных аппаратов, служащих для превращения скорости газа в давление». Основываясь на своем генераторе, Кароводин в 1908 году построил и испытал газовую турбину мощностью около 2 лошадиных сил. Турбина имела четыре камеры сгорания. От камер к диску газовой турбины шли трехметровые трубы. В каждой камере происходило по 30 взрывов в секунду, ротор турбины вращался со скоростью 10 тысяч оборотов в минуту. Много творческого труда в создание газовой турбины вложил профессор В. М. Маковский. Выдающийся ученый поставил своей задачей осуществить и выдвинутую Менделеевым замечательную идею подземной газификации угля. Маковский сконструировал и построил опытную газотурбинную установку для работы на шахте подземной газификации угля в Горловке. Вышедшая в 1925 году книга Маковского «Опыт исследования турбин внутреннего сгорания», а затем книга профессора В. В. Уварова «Газовые турбины» были самыми полными теоретическими трудами в этой отрасли техники. Теория двинула вперед практику газового турбостроения. Трудность постройки турбин заключалась в том, что лопатки газовых турбин работают в чрезвычайно напряженных условиях. Нередко число,оборотов турбины достигает 16 тысяч в минуту. При этом темпера- 244
тура газов доходит до тысячи градусов» Нагретые почти до красного каления лопатки выносят колоссальную нагрузку. Они одновременно напряжены и размягчены жаром. Отсутствие подходящего металла для лопаток долгое время сдерживало развитие газовых турбин. Разрешен был этот вопрос недавно. Ученые создали жароупорную сталь, которая не теряет свойств даже при очень высоких температурах. Сейчас этот двигатель внутреннего сгорания, обязанный своим существованием трудам многих русских ученых, находит применение на транспорте. Сегодня уже строятся турболокомотивы и морские турбоходы. Газовые турбины применяются также в промышленных установках. Особо важное значение имеет газовая турбина для развития авиации. В этой области исключительны заслуги русского военного инженера Михаила Николаевича Никольского. В 1914 году он получил патент на турбовинтовой авиационный двигатель. Работая на Русско-Балтийском заводе в Петербурге, где перед первой мировой войной строились гиганты-самолеты «Илья Муромец», Никольский решил создать для них более совершенный двигатель: газовую турбину, вал которой был бы непосредственно соединен с воздушным винтом. Для получения газа Никольский предложил особое топливо — смесь скипидара с азотной кислотой, которые при химическом соединении дают мощную струю раскаленного газа. Струя направлялась на лопатки турбины, на роторе которой был насажен воздушный винт. После ряда опытов в 1913 году была построена действующая модель нового авиационного двигателя. Результаты испытаний были настолько хороши, что завод приступил к сооружению крупного авиационного двигателя новой системы мощностью в 160 лошадиных сил. Четыре такие турбовинтовые установки предназначались для воздушного гиганта «Илья Муромец». Успешно продвигалось выполнение заказа. Наступившая война сорвала постройку двигателей. Изобретение Никольского не только приблизило создание турбовинтовых двигателей, применяемых в настоящее время в авиации, но и создало условия для практического применения топлива нового типа — смеси двух жидкостей. Идея турбовинтового двигателя для самолета — сочетание газовой турбины с воздушным винтом — была в 1932 году высказана также и Константином Эдуардовичем Циолковским в его научной работе «Стратоплан полуреактивный». ВОПЛОЩЕНИЕ ИДЕИ РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ Самолетостроение не могло развиваться, пока не был найден двигатель, обладающий двумя необходимыми качествами: значительной мощностью и в то же время малым весом. Поршневый двигатель внутреннего сгорания явился могучим и надежным сердцем самолета. В свое время казалось, что эти двигатели в состоянии обеспечить и беспредельное увеличение скорости полета. Однако сейчас выяснено, 245
что на очень больших скоростях (порядка 900 километров в час и выше), которые достигнуты современной авиацией, воздушный винт — движущий орган машины — перестает надежно тянуть самолет. Нужно огромное нарастание мощности мотора, чтобы самолет хотя бы незначительно увеличил скорость. Поэтому воздушный винт и обычный поршне- вый мотор не в состоянии обеспечить очень больших скоростей. В авиацию пришел совершенно новый двигатель — реактивный. Действие его основано на создании мощной струи газов, выбрасываемой двигателем в сторону, обратную движению самолета. Газы создаются в реактивном двигателе за счет сгорания топлива. Реактивный двигатель напоминает по принципу действия пушку, которая получает толчок назад при каждом выстреле. Только здесь выстрел как бы длится непрерывно. Самолет толкает вперед сила отдачи. Тяга этого двигателя, естественно, тем сильнее, чем больше скорость и количество газов, покидающих в данный момент двигатель. Еще давно русские изобретатели высказывали идею использования реактивной силы для движения сначала на воде, а затем и по воздуху. В 1838 году на реке Неве испытывали лодку с электродвигателем, сконструированным Якоби. Один из участников испытательной комиссии, генерал-лейтенант А. А. Саблуков, вскоре разработал систему передвижения корабля с помощью насоса, приводимого в действие электромотором. В своем докладе изобретатель писал: «Если провести беспрерывный ток воды сквозь корабль с носа на корму, то корабль получит тем большую скорость, чем больше скорость водяного потока». Тут же устанавливались условия, определяющие мощность двигателя: «Число фунтов выбрасываемой воды и скорость, с которой она выбрасывается, определит силу машины». гидрореактивным двигателем. Насос, установленный в центре шлюпки, по двум трубам, протянутым с носа шлюпки, засасывал воду. Поток ее также по двум трубам выпускался на корме, создавая реактивную силу, толкавшую судно. На первом опытном «реактивном корабле» насос вращали двое матросов. Шлюпка хотя и медленно, но двигалась против течения Невы. Правильность идеи изобретателя была подтверждена. Однако, как сообщалось позже в журнале «Морской сборник», нашлись люди, которые успели задушить это начинание в самом его зародыше. С привычной для правивших кругов оглядкой на иноземную технику эти люди говорили: «Если бы тут было что-либо полезное, давно бы в Англии это было испытано и введено, а так как там ничего этого нет, стало быть, все это вздор». В результате выдача средств на продолжение опытов Саблукова была прекращена. В литературе упоминаются и другие интересные испытания моделей реактивных судов, проводившиеся несколько позже преподавателем Саблуков построил шлюпку i Работу реактивного двигателя можно сравнить со стрельбой из пушки. В обоих случаях истечение горючих газов вызывает реактивную силу, передвигающую пушку или ракету. 246
механики Корабельно-инженерного училища полковником Божеряно- вым. В 1853 году он сделал модель^ которая «водопротоками получала поступательное и вращательное движение». Русские конструкторы уже в середине прошлого века выступили с предложениями использовать реактивный двигатель в воздухоплавании. Инженер Третесский в 1849 году предлагал управлять изобретенным им аэростатом с помощью струи сжатого воздуха или пара, выпускаемой из отверстия на корме летательного аппарата. В принципе эта идея была совершенно правильной. Несколько позднее очень совершенную для того времени конструкцию управляемого воздушного корабля разработал капитан первого ранга Соковнин. «Воздушный корабль должен летать способом, подобным тому, как летит ракета», — пояснил изобретатель идею своей конструкции. В качестве реактивной силы Соковнин предлагал использовать сжатый воздух, выпускаемый через специальные трубы — сопла. Третесский и Соковнин утвердили идею применения реактивного двигателя в воздухоплавании. Возможность же применения реактивного двигателя в летательных аппаратах тяжелее воздуха, то есть в авиации, обосновал талантливый русский изобретатель, известный революционер- народник Николай Иванович Кибальчич. Приговоренный к смертной казни за изготовление бомбы, которой был убит царь Александр II, Кибальчич в 1881 году в каземате Петропавловской крепости составил завещание. В нем он изложил принцип реактивного летательного аппарата. При изготовлении бомб, по словам Кибальчича, ему «приходилось придумывать много новых, нигде не употреблявшихся приспособлений». Видимо, в это время у него и зародилась замечательная идея нового летательного аппарата. Осуществить ее он не успел. Николай Кибальчич писал: «...Какая же сила применима к воздухоплаванию? Такой силой, по моему мнению, являются медленно горящие взрывчатые вещества... Представим теперь себе, что мы имеем из листового железа цилиндр известных размеров, закрытый герметически со всех сторон и только в нижнем дне своем заключающий отверстие... Расположим по оси этого цилиндра кусок прессованного пороха... и зажжем его с одного из оснований, при горении образуются газы... Если цилиндр оставлен закрытым дном кверху, то при известном давлении газов цилиндр должен подняться вверх...» Подбирая соответствующим образом «пороховые свечки» и пово>- рачивая цилиндр, изобретатель указывал на возможность не только подниматься вверх, но и перемещаться в пространстве. Кибальчич понимал, что он уносит с собой в могилу тайну большого открытия. Изобретатель-революционер просил разрешить ему перед смертью свидание с кем-либо из ученых, чтобы передать свои идеи потомкам. В свидании было отказано. Только после Великой Октябрьской социалистической революции, в 1918 году, среди сугубо секретных дел охранки был найден этот замечательный «Проект воздухоплавательного прибора бывшего студента Института инженеров путей сообщения Николая Ивановича Кибальчича, члена русской социально-революционной партии». В трагических строках, заключающих проект, мы слышим великую веру в грядущее: «Находясь в заключении, за несколько дней до своей 247
смерти, я пишу этот проект. Я верю в осуществимость моей идеи, и эта вера поддерживает меня в моем ужасном положении». Почти сорок лет был скрыт от человечества этот документ. Только в далеком Лондоне, после казни Н. И. Кибальчича, вышла в свет небольшая брошюра, посвященная деятельности погибшего революционера. Друзья Кибальчича по партии «Народная воля» коротко рассказали в этой брошюре и о его замечательном открытии. Разрешить проблему реактивного движения стремились в эти же годы и другие русские ученые. В мае 1884 года на заседании воздухоплавательного отдела Русского технического общества выступил изобретатель Н. И. Якубинский с предложением использовать на летательных аппаратах двигатель, всасывающий спереди воздух и выбрасывающий его сзади, благодаря чему летательный аппарат должен был перемещаться в воздухе. В 1895 году в печати появилась работа изобретателя А. П. Федорова, посвященная вопросу использования ракеты для движения в пустоте, за пределами земной атмосферы. «Новый способ воздухоплавания, исключающий атмосферу как опорную среду» — так назывался этот интереснейший научный труд. Наиболее полно обосновал идею применения реактивного двигателя в авиации замечательный ученый Константин Эдуардович Циолковский. В 1903 году в журнале «Научное обозрение» появилась его статья «Исследование мировых пространств реактивными приборами». В этой работе Циолковский пошел значительно дальше Кибальчича, Якубин- ского и Федорова. Он не только дал строгое теоретическое обоснование возможности использования реактивного двигателя, но и разработал первые конструкции ракет. На заре развития авиации, когда были еще робки ее успехи, Циолковский своим смелым умом уже предвидел, что «за эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных». Циолковский создал проект жидкостного реактивного двигателя, рассчитанного на действие смеси жидкого кислорода и горючего, которые химически соединялись — сгорали — в особой камере с соплом, выбрасывающим струю газов. Подача горючего и кислорода в камеру производилась специальными насосами. Поток поступающего горючего должен был, подогреваясь у стенок камеры сгорания, одновременно охлаждать их. Эти принципы, высказанные полвека назад русскими учеными, нашли применение в современных жидкостных реактивных двигателях для самолетов и дальнобойных ракет. За рубежом принципы реактивного движения разрабатывали француз Эно-Пельтри, американец Годдар, немец Оберт. Циолковский и его последователи на десятки лет опередили все развитие авиационной техники. Подобно сказочной эстафете, из рук в руки переходила идея создания реактивных приборов. Известно, что с 1904 года исследованием и разработкой воздушно- реактивного двигателя занимался знаменитый ученый Н. Е. Жуковский. В его двигателе используется кислород воздуха в качестве окислителя горючего для создания реактивной струи газов. Мы уже рассказывали о пульсирующем генераторе газовой струи, созданном в 1906 году В. В. Кароводиным для газовой турбины. Этот 248
генератор является прообразом пульсирующего воздушно-реактивного двигателя. Идею создания пульсирующего воздушно-реактивного двигателя выдвинул в 1909 году и русский изобретатель Антонович. Такого рода двигатели с реактивной тягой отдельными толчками — взрывами — получили свое техническое завершение к началу второй мировой войны. * * * Наибольшее распространение среди существующих реактивных двигателей в авиации получил турбореактивный двигатель. Двигатель этот наиболее экономичен и удобен при современных скоростях полета.Он дает возможность развивать достаточную силу тяги, необходимую для взлета. Работа этого двигателя основывается на сжатии поступающего -в двигатель воздуха с помощью компрессора, приводимого в движение газовой турбиной. Сжатый воздух — окислитель — вступает в соединение с горючим в камере сгорания. Создается мощная струя реактивных газов, которая не только обеспечивает двигателю значительную тягу, но и вращает газовую турбину, на оси которой насажен компрессор. Схема и конструкция турбореактивного двигателя была разработана и запатентована русским инженером Н. Герасимовым в 1909 году. Рассматривая сейчас чертежи, приложенные к привилегии, выданной инженеру Герасимову, мы видим, что его двигатель имел все элементы современного турбореактивного двигателя. Судьба изобретения сложилась неудачно: реактивный двигатель не получил тогда распространения. Да оно и понятно. Авиация тех лет еще не нуждалась в безвинтовых моторах, рассчитанных на большие скорости. В 1924 году советский изобретатель В. И. Базаров предложил конструкцию газотурбинного двигателя более совершенного, вплотную приближающегося к современным реактивным моторам. Вращаемый газовой турбиной компрессор нагнетает воздух в двигатель. Часть воздуха поступает в камеру сгорания, а другая часть, смешиваясь с раскаленными газами, охлаждает их, с тем чтобы защитить лопатки турбины от перекала. Как мы знаем, последние не выдерживают очень высоких температур, поэтому предложение Базарова представляло практический интерес и было использовано впоследствии. Следует отметить исключительную роль отечественных ученых и в создании научной теории, положенной в основу расчетов реактивных двигателей. Отец русской авиации Н. Е. Жуковский в 1872 году в работе «О реакции вытекающей и втекающей жидкости» впервые вывел формулу для определения силы реакции струи, вытекающей из движущегося сосуда. Работа эта легла в основу труда, имевшего уже практическое Реактивный двигатель скоростного самолета 249
значение и вышедшего в 1908 году, «К теории судов, приводимых в движение силой реакции вытекающей воды». Своими исследованиями Жуковский закладывал основы теории воздушно-реактивных двигателей. В области авиационного двига- телестроения велика заслуга и академика Б. С. Стечкина. Его теория воздушно-реактивно- Модель самолета с тур- го Двигателя, обстоятельно разра- бореактивным двигате- ботанная к 1929 году, послужила ос- лем. нованием к созданию прямоточного воздушно-ракетного двигателя для авиации больших скоростей. Это самый простой двигатель — он не имеет вращающихся частей. При очень больших скоростях движения самолета подача воздуха происходит не компрессором, а в результате большого, естественного напора встречного воздуха. Наконец действующий жидкостный реактивный двигатель был построен в 1932 году советским инженером Ф. А. Цандером. В конструкции этого двигателя «ОР-2» воплотились не только основы проектов К. Э. Циолковского, но и достижения его учеников, советских техников. 1934 год был ознаменован еще одним успехом: в небо устремилась ракета, оборудованная жидкостным реактивным двигателем конструкции М. К. Тихонравова. Во время Великой Отечественной войны в нашей стране был создан самолет-истребитель с жидкостным реактивным двигателем. И сейчас, когда эскадрильи реактивных самолетов уже бороздят воздушный океан, когда на сверхвысоких скоростях полета винт уступил место реактивному двигателю, хочется еще раз вспомнить слова Циолковского, сказанные им в 1933 году: «Сорок лет я работал над реактивными двигателями и думал, что прогулка на Марс начнется лишь через много сотен лет. Но сроки меняются. Я верю, что многие из вас будут свидетелями заатмосферно'го путешествия». Только советская власть дала ученому эту веру в реальность его идей, дала ему веру в силу человеческого творчества. И если раньше казенная царская наука, окружив стеной молчания дерзновенные проекты великого ученого, пыталась представить его «калужским чудаком и мечтателем», то советский народ обогатил и развил идеи реактивного воздухоплавания. Для совершенствования реактивных двигателей открыты беспредельные перспективы. Сейчас еще трудно говорить конкретно о будущем, но применение атомной энергии должно дать новый толчок развитию реактивного движения, открыть пути космонавтике. Когда-то Циолковский писал: «Энергии взрывчатых веществ оказывается далеко не достаточно, чтобы хотя бы им самим приобрести скорость, освобождающую их от земного тяготения... Разложение атомов есть источник огромной энергии. Эта энергия в 400 тысяч раз больше самой мощной химической энергии». Советская наука, овладевшая атомной энергией, без сомнения, воплотит в жизнь и мечту о космическом путешествии. 260
* # Мы вспомнили лишь крупнейших русских изобретателей. Сколько было, помимо Фролова, «водяных людей», которые самыми остроумными способами приручали воду, заставляя ее работать на человека! Сколько было, кроме Ползунова, строителей «огненных машин», насаждавших «шаровую силу» по заводам России! Сколько было людей, подобно Циолковскому, стремившихся к завоеванию неба! ...В нашей стране выстроены гидростанции, питающие электрической энергией сотни заводов и предприятий. В их мощи есть и доля труда выдающихся русских гидротехников и строителей турбин, закладывавших в далекие от нас годы основы современной техники. Когда в Сталиногорске была запущена паровая турбина мощностью в 100 тысяч киловатт, а в Ленинграде построили турбину в 150 тысяч киловатт, мы вспомнили Ползунова. Ведь именно он был одним из тех, кто первым использовал могучую силу пара! Новые дизельные тракторы, дизельные автомобили большой грузоподъемности вышли на колхозные поля и на стройки; они имеют экономичный двигатель внутреннего сгорания. Мы с признательностью вспоминаем русских инженеров, работавших когда-то над созданием нефтяных двигателей. Когда на Красной площади, запрокинув голову, мы смотрим на стремительно проносящиеся реактивные самолеты, мы знаем: об этом мечтал когда-то Циолковский, об этом думал в камере смертников Кибальчич. Советская страна является пионером в разработке путей применения атомной энергии для целей мирного труда. Поэтому крепка уверенность миллионов и миллио-нов людей всего мира в том, что сила расщепленного атома будет служить на благо человечества, станет источником энергии для новых двигателей и невиданных промышленных установок. Мирные устремления нашего народа и стремительное развитие науки нашей страны служат залогом этому.
НОВАТОРЫ ТРАНСПОРТА По морям и океанам, по извилистым руслам рек, по трассам каналов надежно пролегли пути кораблей. Сеть железных дорог опоясала землю, густая паутина шоссе оплела ее. В воздушном океане проложили себе голубые дороги самолеты. Даже под землю спустился человек, чтобы тоннелями метро обойти тесноту городских улиц. Пар, электричество, двигатели внутреннего сгорания дружно помогают преодолевать пространство. А ведь было время, отделенное от нас многими тысячелетиями, когда человек не знал еще колеса — основы современного наземного транспорта. Было время, когда он плавал на грубо связанных плотах и не смел даже мечтать о свободном полете. Шли века, тысячелетия... Постепенно накапливался опыт, развивалась техника. Передвигая тяжелые грузы, люди для облегчения работы подкла- дывали под них круглые стволы деревьев—первые катки. Вместо того чтобы непрерывно перекладывать катки по мере движения груза, они стали закреплять их — вероятно, так возникло колесо. И вот уже кони мчали походные и боевые колесницы, скрипели крестьянские дроги, плавно колыхались роскошные кареты. Однако колесо вязло в грязи, застревало на неровностях почвы. Тогда под колеса подкладывали доски. Так появился первый рельс. Была построена первая железная дорога. Впоследствии вошел в жизнь гусеничный транспорт. Развивался и водный транспорт. Первые плоты превратились в струги, струги выросли в могучие корабли, раскинувшие широкие паруса. Человек обуздал ветер, использовал силу бегущей воды Но этого было недостаточно. Нужен был новый двигатель для транспорта, двигатель, не зависящий от капризных сил природы. 252
Паровая машина почти сразу же нашла себе место на транспорте. По железным путям побежали первые паровозы,, по рекам и морям поплыли первые пароходы, первые паровые автомобили загромыхали по дорогам. Человек уже давно мечтал о полете. Наконец его мечта осуществилась. От земли неуклюже оторвался первый самолет с паровой машиной. Затем появился легкий двигатель внутреннего сгорания. Он и определил все дальнейшее развитие авиации и автомобилестроения. Нефтяной двигатель потянул по воде первый теплоход. Могучие самолеты стали разрезать воздух, гигантские теплоходы пересекли океаны. Миллионы автомашин мчатся ныне по автострадам, тысячетонные составы движутся по железным путям за тепловозами и электровозами. И когда мы глядим на это торжество современной техники транспорта, мы с гордостью вспоминаем: в создание этой техники много творческих усилий вложил талантливый русский народ. Может быть, на развитии отечественного транспорта нагляднее всего видна борьба русских изобретателей с равнодушием царско-поме- щичьего режима, с бюрократическим засильем в министерствах и управлениях. Но, несмотря на все трудности, русские изобретатели упорно совершенствовали транспортную технику. НА ПЕРВЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ПУТЯХ РОССИИ История железнодорожного транспорта начинается с изобретения рельса. По рельсам двигались первые вагонетки, толкаемые человеком или влекомые лошадьми, по ним проносятся современные поезда. Отправившись в путешествие в глубину времен вдоль блестящей нитки рельса, мы придем на Алтай, к берегам двух хлопотливых речек — Змеевки и Корбалихи. Здесь издавна на горных заводах применялись для перевозки руды «горные тележки». Эти деревянные тележки двигались по деревянным же брусьям — лежням. Для того чтобы тележка не сходила с деревянных рельсов, в колесах было сделано желобчатое углубление, в которое и входил полукруглый лежень. Деревянные тележки отчаянно скрипели и «визжали» во время движения. Видимо, поэтому горняки и прозвали их «собаками». В 1763—1765 годах известный русский гидротехник, водяной мастер Козьма Дмитриевич Фролов построил на Колывано-Воскресенских заводах — одно из первых — механизированное предприятие по добыче и обработке руды, о котором читатель уже знает из главы «Создатели двигателей». Сейчас же мы остановимся на внутризаводском транспорте замечательного предприятия. Перемещение руды в пределах завода было механизировано. По лежням катились вагонетки, груженные рудой. В 1765 году об этом нововведении стало известно в столице. Начальник Колывано-Воскресенских алтайских заводов писал в Петербург о том, что Фролов, проявив «знак своей ревности и любопытства, привел 253
^1 в совершенное действие водяною силою» не только все механизмы, но ^^jjjpP ' I и тележки, разъезжающие по путям, благодаря чему «людям не мало ^^^Ш^^^^Ш^ работы уменьшилось». Так говорилось в сообщении о транспорте. Не- ]Ш^^^^^^Ш^ обходимо отметить, что вагонетки приводились в движение механиче- Ш^^^^^^^^ Ск°й тягой с помощью канатов, наматываемых водяным колесом на Развитие рельсового транспорта в России успешно продолжалось. Уголковый чугунный Имеются сведения о том, что в 1788 году на Александровском чугуноли- рельс конца XVIII века, теином заводе (в Олонецком крае), изготовлявшем пушки, для передвижения орудий из цеха в цех была создана под руководством Никиты Ярцева чугунная дорога общей протяженностью свыше 170 метров. «Чугунка» Александровского завода, как называли в то время в России рельсовые пути, действовала успешно. О ней много лет спустя писал известный деятель транспортной техники Сильвестр Гурьев в статье «О переносных железных дорогах»: «В Александровском заводе в Петрозаводске дороги сии употребляются для перевозки пушек в разные отделения завода уже с 1788 года». Есть основания предполагать, что подобные чугунки существовали и на других металлургических заводах России. В 1837 году из далекой ссылки, с Петровского завода, писал декабрист Николай Бестужев: «чугунные дороги не новы, они существуют на многих железных заводах для перевозки руды бог знает с какой поры». Продолжал и развивал дело Козьмы Дмитриевича Фролова его сын, Петр Козьмич Фролов. Он внес новое усовершенствование в рельсовый транспорт. Трудами Петра Фролова была построена на Алтае в 1806—1809 годах первая русская чугунная дорога с конной тягой. По устройству пути эта дорога превосходила все, что было сделано в те годы. Строители выровняли весь профиль 254
ров. Специальный железнодорожный мост, установленный на каменных Г 51 5] ]а] быках, пересекал речку Корбалиху. \ Н г г/ J Нововведением были рельсы, отлитые из чугуна по проекту Фроло^ Jfl5^ W /4ЖТж> ва на Змеиногорском и Томском заводах. «Верхняя их часть, — сообщал ([^7JC|Ma Фролов, — имеет елиптический профиль, а окружность колеса — такую \^^^3/ 7>д5лРЗ же вогнутость, которою оно удерживается на грифе» (рельсе. — Ред.). ^JLA^ ^Q',w Строителем было составлено расписание движения по первой чугун- ^"— -Ja-——11~-^ ной дороге, рассчитанное по минутам. Одна из первых рель- Передовые люди России высоко оценили значение фроловской совых повозок. железной дороги. Профессор Петербургского университета Н. П. Щеглов писал в начале XIX века в газете «Северный муравей» о конной чугунке Фролова: «...В России построена и с успехом действует с 1810 года в Колы- ванском округе на протяжении 1 версты 366 сажен между Змеиногор- ским рудником и ближайшим заводом чугунная дорога, по которой одна лошадь везет 3 телеги, в 500 пудов каждая, то есть производит работу 25 лошадей, употребляемых на обычных дорогах». Творческая деятельность первого в России строителя железных дорог, Петра Козьмича Фролова, не прекратилась на этом. Еще в 1806—1807 годах Фролов работал над проектами больших рельсовых дорог. Идея такого строительства и впоследствии не оставляла его. Так, в 1812 году Фролов тщательно изучил возможность прокладки железнодорожного пути между соляным озером Эльтон и Волгой. Предложенная им железная дорога протяженностью почти 150 километров была запроектирована с большим совершенством. Другим важнейшим этапом в развитии железнодорожного транспорта было изобретение машины для движения вагонетки по железному пути. Смелую попытку применить для движения вагонеток механическую силу, как мы уже знаем, сделал сам изобретатель рельсового пути. С помощью водяных колес, лебедок и канатов К. Д. Фролов осуществил движение вагонеток в пределах завода. Там же, на Алтае, где трудился когда-то Фролов, родилась и новая машина, которой впоследствии суждено было вместе с рельсовым путем составить основу железнодорожного транспорта. Мы говорим о паровой машине, созданной великим русским теплотехником Иваном Ивановичем Ползуновым (о творчестве его рассказано в главе «Создатели двигателей»). Лошади тянули вагонетки по чугунным колесопроводам — рельсам Фролова.
Ефим Алексеевич Черепанов. В те времена, когда начала работать машина Ползунова, вряд ли кому приходило в голову, что такой двигатель сможет поместиться на тележке и потащить за собой по рельсам целую вереницу груженых вагонов. Прошли десятки лет со времени изобретения рельсового пути и парового двигателя, прежде чем паровоз встал на рельсы. В этом деле велики заслуги англичанина Джорджа Стефенсона, который впервые применил паровую тягу на рельсовом транспорте. Из цикла конструкций паровозов, предложенных в Англии одновременно со Стефенсоном, его паровоз «Ракета» оказался наилучшим. Царское правительство, выражавшее волю помещиков-крепостников, которым развитие транспорта было невыгодно, не торопилось с постройкой железных дорог. Долгие годы шли споры между сторонниками и противниками постройки железных дорог. И хотя в нашей стране трудами русских людей были созданы все необходимые предпосылки для успешного развития железнодорожного транспорта, правительство, безучастное к творчеству отечественных техников, решило передать это важнейшее дело в руки иностранцев. Иностранцы представляли сво>и проекты. А в России, на Урале, тем временем уже бегали по рельсам вагончики, прицепленные к первому русскому паровозу! Изобретателями и строителями его были отец и сын Черепановы, крепостные мастера. Это смелое творение поражает глубиной замысла и техническим совершенством. Ефим Алексеевич Черепанов (1773—1842) служил «плотинным мастером», а затем механиком на знаменитых металлургических заводах Демидовых в Нижнем Тагиле. В 1824 году «хитрым механиком» была на этих заводах установлена первая паровая машина силою против четырех лошадей». На подаренной Черепанову в честь этого события серебряной вазе была выгравирована надпись: «Ефиму Алексеевичу Черепанову. Устроение первой паровой машины на рудниках и заводах Нижнетагильских 1824 года». Паровоз Черепановых. 256
Мирон Ефимович Черепанов. Позднее Черепанов стал строить не только водяные двигатели, но и паровые машины к прокатным, лесопильным и воздуходувным механизмам. Отцу помогал сын — Мирон Черепанов (1804—1849). Талантливые мастера и создали первый в России паровоз. Мирон Черепанов еще в 1829 году задумал смастерить «паровую телегу». Своим замыслом он увлек отца, и вскоре механики принялись за работу. В условиях отсталой царской России отец и сын Черепановы построили сложнейшую машину, которая по своим качествам превосходила известную «Ракету» Стефенсо- на — один из первых паровозов. Общепринятое ныне название «паровоз» пришло к машине Черепановых позднее. В документах Нижнетагильского завода новую машину именуют по-разному: «пароход», «пароходка», «пароходный дилижанец» и даже «сухопутный пароход». Дошедшие до наших дней заводские рапорты дают возможность восстановить полную картину строительства первого русского паровоза. В декабре 1833 года десятки рабочих по указанию Черепановых начали изготовлять первые детали будущей машины. С невиданной скоростью шла работа. Но в феврале произошло несчастье: «...пароход уже был отстройкою почти собран и действием перепущен, в чем и успех был, но оного парохода паровой котел лопнул». Механики принялись за переделку котла, которая затянулась до лета. В августовском рапорте читаем: «Пароходный дилижанец отстройкою совершенно окончен, а для ходу оного строится чугунная дорога, и для сохранения дилижанца отстраивается деревянный сарай». Первый русский паровоз по сравнению с современным локомотивом был, разумеется, карликом, длиной два метра. Под котлом (диаметром около метра) располагались два цилиндра, приводившие в действие ведущую пару колес паровоза Чертеж Черепановского паровоза. Две паровые машины установлены между передними колесами паровоза и действуют на коленчатую ось задних колес. На чертеже видны дымогарные трубки котла и трубка для выпуска отработанного пара в трубу. 17 Рассказы 257
(всего было четыре колеса). Над всей этой конструкцией спереди возвышалась труба. Сзади, на специальной площадке, стоял машинист. В том же 1834 году рабочие Нижнетагильского завода под руководством Черепановых начали строить второй паровоз. Он был в два раза больше первого и мощнее, отличался от него усовершенствованиями. Об этом значительном событии в истории русского транспорта сообщалось в печати. Так, не раз писал о нем в 1835 году «Горный журнал». В одной из заметок сообщалось: «...в Нижнетагильском заводе гг. механики Черепановы устроили сухопутный пароход, который был испытан неоднократно, причем оказалось, что он может возить более 200 пудов тяжести со скоростью от 12 до 15 верст в час. Ныне гг. Черепановы устроили другой пароход, большего размера, так что он может возить с собою около тысячи пудов тяжести. По испытании сего парохода оказалось, что он удовлетворяет своему назначению, почему и предложено ныне же продолжить чугунные колесопро- воды от Нижнетагильского завода до самого Медного рудника и употреблять пароход для перевозки медных руд из рудника в завод». Эта чугунная дорога с Медного рудника до Выжского завода была проложена к зиме 1836 года и действовала много лет. Интересно и своеобразно разрешили Черепановы сложнейшие технические задачи, вставшие перед ними. Одной из таких задач было увеличение производства пара в котле. Для этого Черепановы снабдили котел восемьюдесятью дымогарными трубками, которые значительно увеличили парообразующую площадь котла. Такое смелое применение большого числа дымогарных трубок было важным техническим новшеством. Для лучшего использования энергии топлива конструкторы так перестроили топку, что она оказалась полностью окруженной водой. Выпуская отработанный па,р в трубу, Черепановы значительно усилили тягу, что улучшило условия сгорания топлива. Наконец наиболее интересным нововведением явилось изобретение Черепановыми «заднего хода» паровоза. Паровоз Черепановых оставил далеко позади современные ему образцы локомотивов. На Урале, в Нижнем Тагиле есть Пароходная улица. Свыше ста лет назад здесь пролегла первая в России паровая железная дорога, протянулись чугунные «колееопроводы» — рельсы, по которым бегал «сухопутный пароход». Он возил вагонетки с рудой и первых пассажиров — рабочих тагильских заводов. До нас дошли даже имена первых русских машинистов, выученных Мироном Черепановым, — Прохора Рышкова и Панкрата Смородинского. Царское правительство прошло, однако, мимо замечательного творения русских техников и отдало строительство железнодорожного транспорта в стране иностранным фирмам. В этом ярко сказались и преклонение перед иностранной техникой и преступная недооценка способностей отечественных техников и возможностей отечественного производства. В те годы, когда на Урале уж>е действовала железная дорога с «сухопутным пароходом», в Россию приехал австриец Франц Герстнер. Заручившись поддержкой влиятельных лиц, он добился монопольного права на постройку железной дороги, протяженностью в 27 километров, между Петербургом и Царским Селом. 258
В 1835 году, уже в год пуска на Урале второго паровоза Черепановых, под Петербургом 2 500 крепостных крестьян и 1 400 солдат приступили к постройке железной дороги. Для столичной железнодорожной линии все — рельсы, паровозы, машинисты, даже каменный уголь — ввозилось из-за границы. В царской России это было в порядке вещей. В 1837 году, после четырехлетней успешной работы Тагильской железной дороги, состоялось официальное торжественное открытие Царскосельской дороги. Она перешла в собственность государства. Герстнер же, заработав на постройке изрядную сумму, уехал в Америку. Почему талантливое изобретение Черепановых не получило сразу же распространения в России? Почему только после постройки Царскосельской дороги состоялось «официальное» открытие других железных дорог в стране, построенных русскими техниками? Не технические трудности встали на пути русских новаторов транспорта, — эти трудности успешно преодолевались ими. Вначале идея строительства железных дорог в России просто отвергалась. Профессора вроде Дестрема читали публичные лекции «О причинах неприменимости железных дорог к средствам и потребностям России». Главноуправляющий путями сообщения Толь, опасаясь, что «железные дороги вызовут развитие демократических идей», яростно возражал против их строительства. Министр финансов граф Канкрин уверял, что «из-за железных дорог разорятся извозопромышленники, сгорят леса, а население страны, и без того не очень оседлое, превратится в бродяг». Царским сановникам вторили реакционные журналисты; они развязно утверждали, что проведение железных дорог в России «совершенно невозможно, очевидно бесполезно и во всяком случае невыгодно». Сломить организованное сопротивление было крайне трудно, несмотря на то, что лучшие люди России понимали огромное значение железных дорог для экономического развития страны. Известно, что Виссарион Белинский, подойдя как-то к строящемуся вокзалу в Петербурге, сказал встреченному им Достоевскому: «Наконец- то и у нас будет хоть одна железная дорога. Вы не поверите, как эта мысль облегчает мне иногда сердце». * * * О широких возможностях отечественной промышленности свидетельствовал тот факт, что когда началось строительство железной дороги Петербург—Москва, подвижной состав для нее изготовляли целиком в России. Производство паровозов освоил в 1846 году Александровский завод, затем Коломенский, Невский, Боткинский, Мальцевский заводы. На рельсы вышли также брянские, путиловские и сормовские паровозы. Почти каждый последующий паровоз отличался каким-либо техническим новшеством. На русских паровозах впервые было применено двойное расширение пара, при котором пар последовательно совершает работу в двух 17* 259
цилиндрах: цилиндре высокого давления и цилиндре малого давления. Этот принцип использования пара, позволяющий экономить до 20 процентов топлива, был разработан русским инженером-паровозостроителем Александром Парфеновичем Бородиным (1848—1898). Идею целесообразности двойного расширения пара высказал и швейцарский ученый Маллет. Бородиным же были применены в локомотивостроении «паровые рубашки» цилиндров, дающие до 16 процентов экономии пара. Русские инженеры начали и планомерное лабораторное изучение условий работы подвижного состава. В 1882 году Бородиным была создана паровозная лаборатория при Киевских мастерских Юго-Западной железной дороги. По инициативе Бородина был создан единственный в свое время динамометрический вагон для тяговых испытаний. Необычайно широкая и разносторонняя деятельность Бородина, опубликовавшего свыше 50 научных работ, оказала влияние на паровозостроение всех стран. В связи с этим нельзя не упомянуть имени Николая Павловича Петрова (1836—1920)—творца гидродинамической теории трения, о которой мы рассказали в главе «Механики и строители». Н. П. Петров — основоположник тяговых расчетов. До него вопросы сопротивления движению железнодорожного состава, вопросы безопасности решались только опытным путем. Выдающийся теоретик дал точный математический анализ всем явлениям, происходящим при движении поезда, отвергая в некоторых случаях годами сложившиеся понятия. Петров доказал, например, возможность движения по рельсо- Александр Парфенович Бородин. Сочлененный паровоз конструкции инженера Нольтейна. вому пути со скоростью 100 километров в час там, где движение ранее ограничивалось скоростью 60 километров в час. Теоретические работы Петрова в области железнодорожного транспорта играют исключительно большую роль и в наши дни. Выдающегося ученого справедливо называют «отцом железнодорожной науки». Велики заслуги перед отечественным паровозостроением и таких выдающихся ученых и кон- 260
структоров, какими были М. В. Гололобов, Н. Л. Щукин, А. С. Раевский, доживших до славных дней Октября. Паровозы, созданные по проекту Николая Леонидовича Щукина, получили в свое время самое широкое распространение на русских дорогах. Плодотворной была творческая деятельность замечательного конструктора и ученого Александра Сергеевича Раевского. Работая в начале нашего века на Харьковском и Путиловском заводах, Раевский создал большое количество первоклассных паровозов. Ему же принадлежат основы расчета локомотива, его ходовой части, котла, воздействия паровоза на путь — все это легло прочным фундаментом отечественной школы паровозостроения. Несчастный случай во время испытания моста оборвал жизнь выдающегося паровозостроителя. Русский опыт в паровозостроении часто заимствовали фирмы европейских стран и Америки. В 1889 году Брянский завод изготовил для Московско-Рязанской дороги десять паровозов, построенных по проекту талантливого инженера Е. Е. Нольтейна. Эти паровозы отличались о-чень большой мощностью. Один из этих так называемых сочлененных паровозов, имевший при одном паровом котле две паровые машины, демонстрировался на Всемирной выставке в Париже. Мощный паровоз настолько заинтересовал американцев, что они прислали в Россию комиссию для изучения опыта эксплуатации и строительства новых паровозов. Впоследствии и в Америке стали строить паровозы по этому типу. Русское паровозостроение дало технике и другое крупнейшее достижение — перегрев пара. Введенный в паровозную практику Е. Е. Нольтейном, на основании теоретических изысканий М. В. Гололобов а, перегрев пара значительно увеличивал мощность и экономичность паровозов. наступил Современный скоростной пассажирский паровоз. Настоящий расцвет отечественного паровозостроения после Великой Октябрьской социалистической революции. Наряду со строительством новых железнодорожных* линий широ кое развитие в нашей стране получило паровозостроение. Отечественными заводами на протяжении многих лет было построено так много типов отечественных паровозов, что только на одно лишь обозначение их серий был использован весь русский алфавит! Специальное Центральное локомотивное проектное бюро создало несколько типов очень мощных паровозов. После войны на стальные пути страны вышли паровозы новых марок, созданные советскими конструкторами. В нашей стране были созданы сварные паровозные котлы. Совет- 261
Проект тепловоза изобретателей Н. Кузнецова и А. Одинцова. ский Союз по выпуску цельносварных паровоаных котлов имеет огромный опыт. Железнодорожные тормоза системы Ф. П. Казанцева и И. К. Мат- росова признаны лучшими; они намного превосходят по надежности тормоза системы Вестингауза, Кун- це-Кнорре и другие. Автоматическая сцепка СА-3, созданная советскими конструкторами Новиковым и Головановым, совершеннее многих иностранных образцов. Большие работы по усовершенствованию железнодорожного транспорта, по прокладке новых железнодорожных путей развернулись по плану последней пятилетки. Развитие нашего транспорта опирается как на труды выдающихся советских ученых-транспортников, — таких, например, каким был академик В. Н. Образцов,—на крупнейшие достижения зарубежных ученых, так и на опыт новаторов железнодорожного дела. Внедрение совершенных методов эксплуатации железных дорог, выдвинутых передовиками- железнодорожниками, значительно упрочило успехи нашего транспорта. Много творческих достижений у русских транспортников в строительстве тепловозов-локомотивов с двигателем внутреннего сгорания, экономичных, очень удобных в безводных и горных районах, и электровозов, использующих в качестве движущей силы электрическую энергию. Попытки применить на транспорте двигатель иного типа, чем паровая машина, делались в России неоднократно. Еще в 1862 году проводилось испытание нового локомотива, сконструированного изобретателем С. И. Барановским. Построенный им локомотив был назван «духоходом», так как приводился в движение сжатым воздухом. Специальный поршневой двигатель использовал энергию сжатого воздуха, поступавшего при давлении в 50 атмосфер из резервуаров. Специальный воздухосжиматель питал эти резервуары воздухом. Несмотря на оригинальность конструкции, этот тип локомотива не мог получить широкого Советский тепловоз. распространения вследствие несовершенства двигателя. Нужно было применить на транспорте двигатель внутреннего сгорания. Почин в этом принадлежит инженеру Н. Кузнецову и полковнику А. Одинцову. 24 сентября 1905 года им было выдано охранное свидетельство на проект тепловоза. 262
Новый дизель-электрический локомотив общей мощностью в 2 тысячи лошадиных сил имел два силовых агрегата, состоявших из двигателя внутреннего сгорания, соединенного с генератором электрического тока. Четыре электромотора, установленных на всех четырех осях тепловоза, должны были обеспечить ему скорость в 130 километров в час. Два пульта управления оборудовались всеми необходимыми приборами. Попытку построить локомотив с двигателем внутреннего сгорания делал известный немецкий изобретатель Дизель. Его тепловоз не вполне оправдал себя: локомотив в момент трогания с места должен развивать наибольшее усилие тяги, двигатель же Дизеля развивал наибольшую мощность только при значительном числе оборотов, то есть только на ходу тепловоза. Это противоречие казалось неразрешимым, и многие специалисты надолго отказались от попыток создания тепловоза. Считалось, что для локомотива двигатель внутреннего сгорания не годится. Русские ученые и изобретатели нашли верное решение труднейшей проблемы техники. Они предложили использовать для этой цели электрическую передачу, а также пошли по пути создания специальных двигателей внутреннего сгорания, пригодных для рельсового транспорта. Основоположник русской теплотехнической школы, конструктор тепловозов Василий Игнатьевич Гриневецкий одновременно с Дизелем трудился над созданием специального тягового двигателя внутреннего сгорания для тепловоза. Его работа была успешной. В 1909 году опытный образец двигателя был построен. В те же годы на Коломенском заводе проектировались тепловозы с электрической передачей. Их конструкторы использовали опыт Кузнецова и Одинцова, предложивших в свое время дизель-электрическую передачу на локомотиве. Тепловоз подобного же типа проектировался в то время и на Ташкентской железной дороге. В 1913 году Алексей Нестерович Шелест, профессор Московского высшего технического училища имени Баумана, еще будучи студентом, встретился с профессором Гриневецким. Дипломный проект талантливого студента просто и остроумно решал задачу, волновавшую многих инженеров и опытных изобретателей. Гриневецкий, обычно скупой на похвалы, высоко оценил работу Шелеста. В своем отзыве он писал: «Разработанный им тип тепловоза и почти полный его проект имеет все данные для практического осуществления этой трудной технической задачи, над которой бесплодно бились до сих пор крупнейшие технические силы Запада». Однако до Октябрьской революции замысел создания тепловоза не был осуществлен. Воплотиться в металл проект тепловоза смог только тогда, когда власть в нашей стране взял в руки народ. Советский электровоз «ВЛ» (Владимир Ленин). 263
Электропривод трамвая Пироцкого. Владимир Ильич Ленин уделял огромное внимание вопросам тепловозостроения. Он оказал поддержку первым строителям тепловозов — Шелесту и Гаккелю. Под руководством талантливого инженера Якова Модестовича Гакке- ля в 1924 году был построен первый советский тепловоз с электрической передачей. За этим тепловозом последовали другие удачные конструкции. Так самоотверженный коллективный труд теплотехников разрешил одну из важнейших практических задач — создание локомотива нового типа. Примером современного тепловоза может служить советский локомотив ТЭ-3 мощностью в 2 000 лошадиных сил, изготовленный Харьковским заводом транспортного машиностроения. Советские конструкторы с успехом работают сейчас над созданием еще более мощных локомотивов с двигателем в 2 500 лошадиных сил. Директивы XX съезда КПСС призвали инженеров к работе над тепловозами, развивающими скорость до 160 километров в час, а также и к созданию других типов локомотивов — газовозов и турбовозов, двигателями в которых использованы паровые и газовые турбины. Схема электрической дороги Пироцкого. Схема токоприема трамвая Пироцкого. Значительно раньше появления локомотивов с двигателями внутреннего сгорания в России было успешно применено в качестве движущей силы на транспорте электричество. Решающего успеха достиг здесь русский инженер Федор Аполлоно- вич Пироцкий (1845—1898). Возможность использования постороннего источника, электрического тока для приведения в движение железнодорожного транспорта явилась для Пироцкого логическим выводом из ряда опытов, проведенных им по передаче электроэнергии на значительное расстояние. Занимаясь исследованиями, которые в 1877 году были опубликованы в «Инженерном журнале» под названием «О передаче работы воды как движителя на всякое расстояние посредством гальванического тока», Пироцкий пришел к идее использования железнодорожных рельсов в качестве электрического проводника большого сечения. На заброшенном отрезке Сестрорецкой железной дороги в конце 1875 года он проводил опыты по передаче тока по рельсам. Опыты подтвердили правильность предположения Пироцкого. «Инженерный журнал» с публикацией результатов исследований был разослан всем заинтересованным лицам и представителям многих электротехнических компаний. Немецкая фирма Сименс и Гальске показала на Берлинской про- мышленной выставке 1879 года электрические вагончики своего производства. Пироцкий в это время уже подробно разработал принципиальную конструкцию и схему питания током вагона городской железной дороги — трамвая. В своей патентной заявке и в публичных лекциях, прочитанных в начале 1880 года, изобретатель раскрывал особенности электротранспорта, а также намечал перспективы его развития. Но Пироцкий не ограничился одними теоретическими исследованиями. С исключительной настойчивостью он стремился к практическому осуществлению своего предложения. И достиг цели. 264
Петербургские газеты вскоре опубликовали сообщение: «1880 г. 22 августа, в 12 часов дня, в С.-Петербурге, на Песках, на углу Болотной улицы и Дегтярного переулка, г. Пироцким в первый раз в России двинут вагон электрическою силою, идущей по рельсам, по которым катятся колеса вагона». На большом сорокаместном вагоне конной железной дороги, отмеченном номером 114, был установлен электромотор, с помощью системы шестерен связанный с ведущими колесами. Ток от динамо-машины электростанции передавался через рельсы в изолированные друг от друга колеса, а от них к двигателю. Вагон трамвая с сорока пассажирами плавно «двигался обыкновенной рысью» в оба конца по сорокаметровому участку пути, удивляя петербуржцев, собравшихся на углу Болотной улицы. Победа Пироцкого была полной. В 1881 году Пироцкий выставил схему своей электрической железной дороги на Международной электрической выставке в Париже. Сименс по схеме Пироцкого построил трамвай между Берлином и Лихтер- фельдом. Через два года трамвай был построен в Вене. О нем писали в русских газетах: «На Венской электрической выставке электрическая дорога была устроена совершенно так же, как устраивало ее два года тому назад у нас в Петербурге Второе общество городских железных дорог, по предложению Пироцкого». В 1884 году в английском городе Брайтоне также был построен трамвай по системе Пироцкого. Лишь в России, на родине изобретателя, распространение трамвайного транспорта задерживалось. Акционерные общества конных городских железных дорог отчаянно боролись против любого нововведения. Через десять с лишним лет изобретение Пироцкого было впервые применено в Киеве. Затем трамвай появился в других городах. Трамвай был уже построен во многих русских городах, а владельцы конок в Москве и Петербурге все еще сопротивлялись. Только в 1895 году в Петербурге была проложена первая трамвайная линия. Она шла не по улицам, а по невскому льду — на зимнем переходе через реку. Видимо, Нева не попадала под привилегию Акционерного общества конных дорог! В совершенно иных условиях развивалась электрификация транспорта после Октябрьской революции. Именно этому виду транспорта уделяется особое внимание в стране крупнейших электростанций, в стране мощного железнодорожного движения. Директивами XX съезда КПСС предусматривается выпуск в ближайшие годы не менее двух тысяч магистральных электровозов. Среди них будут локомотивы мощностью в 5 700 лошадиных сил. На электрическую тягу будут переведены теперь самые крупные железнодорожные узлы, важнейшие грузонапря- женные направления, наиболее трудные горные участки дорог, а также магистрали с интенсивным пассажирским движением. Строительство новых гигантских электростанций на крупнейших реках страны обеспечивает дальнейший переход железнодорожного транспорта нашей Родины на электрическую тягу. Успехи нашего транспорта — результат внимания к нему со стороны Коммунистической партии и Советского правительства. 265
ПРЕДКИ АВТОМОБИЛЯ И ТРАКТОРА Вряд ли кому-нибудь автомобиль покажется сейчас чудом из чудес. Миллионы машин мчатся по дорогам нашей Родины. Встретить автомобиль можно в любом уголке страны: в горах Памира, в сибирской тайге, в степях Казахстана, на далеком Камчатском полуострове... В большой цепи изобретений, на основе которых был создан современный автомобиль, многое принадлежит и русским изобретателям. Первым шагом от кареты к автомобилю была попытка построить так называемую «самобеглую коляску» — экипаж, который двигался бы с помощью мускульной энергии человека. Следующий этап в изобретении автомобиля — замена мускульной силы двигателем, вначале паровым, а затем двигателем внутреннего сгорания и даже электрическим мотором. Естественно, что попытки создать самодвижущийся экипаж делали изобретатели в различных странах. Есть свидетельства о том, что и в России в XVIII веке самоходную коляску изобрел и построил крестьянин Нижегородской губернии Леонтий Шамшуренков. Не многое известно нам о его жизни и творчестве, но те сведения, которыми мы располагаем, рисуют нам человека огромного таланта и самоотверженной преданности своей идее. Тяжелая судьба выпала на долю изобретателя. Свыше десяти лет просидел он в тюрьме как «свидетель» по делу какого-то купца-казнокрада, которого он пытался разоблачить. В 1741 году Шамшуренков подал в губернскую Нижегородскую канцелярию заявление о «сделании коляски самобеглой». В этой бумаге писалось: «Такую коляску он, Леонтий, сделать может подлинно так, что она будет бегать без лошади, только правима будет чрез инструменты двумя человеками, стоящими на той же коляске, кроме сидящих в ней праздных людей, а бегать будет хотя через какое дальнее расстояние и не только по ровному местоположению, но и к горе, буде где не весьма крутое место... Тому искусству нигде он, Леонтий, не учивался, но может его сделать своею догадкою, чему он и пробу в доме своем, таясь от других, делывал...» Можно представить себе, какой тернистый путь должно было проделать это заявление по бесчисленным бюрократическим канцеляриям, если только через девять лет после подачи заявления Московская сенатская контора обратилась в Санкт-Петербург с запросом: «Не пове- лено ли будет показанную куриозную коляску реченному крестьянину Шамшуренкову для апробации делать». В 1752 году вызвали изобретателя в сенат и велели начать работу над коляской. Всего шесть месяцев потребовалось Шамшуренкову на претворение в жизнь изобретения. В ноябре того же года «Кацелярия от строений» донесла сенату о коляске: «Действует оная под закрытием людьми, двумя человеками, а на дело оной коляски разных материалов и бывшим при том казенным мастеровым людям в жалование из казны денег употреблено 75 рублей 5 копеек.,.»
Но не слава ждала изобретателя. Как только он окончил постройку коляски, ему перестали платить «кормовые», но, однако, уехать из Петербурга домой не разрешали. Долго бедствовал и голодал изобретатель, пока, наконец, не уехал в Яранск, куда ему выслали вслед награду — 50 рублей. «Куриозная, без лошадей самобеглая коляска» действовала исправно. Об этом можно судить по более позднему письму Шамшуренкова. «А хотя прежде сделанная мною коляска находится в действии, но токмо не так в скором ходу, и ежели еще повелено будет, то могу сделать той прежней уборнее и на ходу скорее и прочнее мастерством», — писал он в сенат, предлагая также построить приспособление «часы- верстомеры». Шамшуренков писал: «И ежели позволено будет, то и еще сделать могу часы, которые ходить будут у коляски на задней оси, на которых будет показываться на кругу стрелок до тысячи верст и на каждой версте будет бить колокольчик». Это была мысль о спидометре — приборе, который замеряет скорость и пройденный путь. Современники Шамшуренкова не смогли найти практического применения «самобеглой коляске». Она служила лишь средством развлечения придворной знати и была, видимо, со временем забыта. Несколько позже идея создания самоходной коляски увлекла и другого замечательного русского изобретателя, Ивана Петровича Кулибина, о деятельности которого мы уже говорили выше. Кулибину принадлежит 37 весьма интересных изобретений, сделанных им в самых различных областях техники. Среди них важное место занимает знаменитая «самокатка», построенная в 1791 году, хотя первые проекты ее были созданы Кулибиным еще в 1781 году. Самокатка представляла собой трехколесную карету для двух пассажиров. Позади сиденья помещался человек, двигавший карету с помощью педалей, связанных остроумным механизмом с задними колесами. Немало важных технических новшеств было в конструкции кули- бинской самокатки. Так, например, для того чтобы карета катилась равномерно, легко преодолевала неровности пути, изобретатель снабдил ее массивным маховиком, распо- Самоходный ложенным под сиденьем. Маховик экипаж Кулибина. этот служил аккумулятором энергии. Соединенный с приводными педалями, он разгонялся на ровном пути, а на подъеме отдавал запасенную энергию колесам кареты. На самокатке Кулибина была установлена коробка переключения передач. Нажимая на педали равномерно, можно было получить различное число оборотов колес, вводя в зацепление шестерню с большим, средним или малым зубчатым венцом барабана. Экипаж имел «свободный ход». При спуске самокатки под уклон или при разгоне ее тяги автоматически отключались от педалей. 2$7
Sfc. - -- Самоходная коляска Кулибина (реконструкция по чертежам). Двухколесный велосипед Артамонова. Интересным было рулевое управление. Оно состояло из поворотного круга с укрепленным на нем колесом. Поворачивая круг с помощью рычагов и тяг, производили поворот всего экипажа. Для уменьшения трения Кулибин применил на своей коляске остроумно сконструированные подшипники скольжения, весьма близкие к подшипникам современных машин. Оригинальным было и тормозное устройство: в нужный момент колеса коляски соединялись со спиральными пружинами и, закручивая их, теряли скорость. Самобеглая коляска Шамшуренкова, самокатка Кулибина имели подобие многих элементов современной автомашины: коробку передач, рулевое управление, подшипники и другие, — вот первый шаг техники к автомобилю! Однако прежде чем перейти к рассказу об автомобиле, мы остановимся на истории велосипеда. Шел сентябрь 1801 года. На улицах Москвы было шумно. Происходили официальные торжества — коронация императора Александра I. В самый разгар празднества, сопровождаемая толпой любопытных, появилась необычайная процессия. Во главе ее на какой-то странной тележке двигался человек. Казалось, он сидел верхом на скамеечке над двумя тонкими железными колесами. Тележку с человеком никто не вез за собой, никто не толкал сзади: она ехала сама и, что вызывало всеобщее недоумение, не падала набок, хотя колеса ее были установлены не рядом, как в обычных телегах, а одно за другим. Фамилия человека, сидевшего верхом на «самокатной тележке», была Артамонов. Он прибыл в Москву с далекого Урала, из Верхотур- ского уезда. Об этой истории скупо рассказывает нам «Словарь Верхотурского уезда Пермской губернии», что хранится в Свердловской областной библиотеке. Из словаря мы узнаем, что верхотурские дворяне, дабы снискать «высочайшее внимание» императора, направили крепостного изобретателя Артамонова в Москву и приказали явиться в столицу точно в день коронации. Александр I, как сообщает словарь, «вознаградил» изобретателя самоката — освободил его от крепостной зависимости. Вольный человек Артамонов уехал обратно на Урал. Конструированием велосипеда много занимались и за рубежом. Обычно называют имя Дреза, который в 1813 году изобрел «беговую тележку». На этой тележке сидели верхом и отталкивались ногами от земли: никаких педалей не существовало. Одним из первых педали для вращения переднего колеса велосипеда установил английский механик Мак-Миллан в 1840 году, а еще пять лет спустя француз Мишо окрестил тележку велосипедом. Это был деревянный велосипед выпуска 1845 года, заслуживший, кстдти, название «костотряса». Созданный на Урале велосипед Артамонова был построен целиком из металла. На переднем колесе, диаметр которого был в два раза больше заднего, укреплялись педали с шатунами. Руль, велосипедная рама, колеса были изготовлены из легких полос железа. Деревянное седло закреплялось на пружине. 268
Известно, что, вернувшись из Москвы, Артамонов продолжал совершенствовать свое изобретение. Им было построено еще несколько самокатов, более прочной конструкции и более легких по весу. Копия одного из подобных велосипедов находится сейчас в Политехническом .музее в Москве, а велосипед, на котором изобретатель приезжал в Москву, хранится в Нижнетагильском музее. ...Вернемся к истории автомобиля. Мы говорили о русских изобретателях самобеглой коляски. Свое слово было сказано ими и тогда, когда настала пора снабдить механический экипаж механическим же двигателем. Первые попытки русских изобретателей отказаться от мускульной силы и применить для движения повозки паровую тягу были сделаны еще в начале прошлого века. Интересно сообщение об одном из первых русских автомобилей, или, как их тогда называли, «быстрокатов», проект которого разработал в 1830 году лафетный мастер К- Янкевич совместно с двумя своими товарищами-механиками. «Введение и потребление сухопутного летнего и зимнего парового экипажа без сомнения принести может государству немаловажную пользу поспешнейшим доставлением всех сведений и необходимых потребностей во все места, а равно и сообщением со всеми городами», — писали механики к своей заявке на привилегию. Быстрокат Янкевича должен был делать до 30 километров в час. Очень смело была решена изобретателями конструкция парового котла быстроката. Котел должен был иметь до 100 дымогарных трубок, что способствовало бы наиболее эффективному использованию тепловой энергии. Он мог сравниться по совершенству разве только с котлом паровоза русских изобретателей Черепановых. Проект быстроката изобретатель разработал до мельчайших подробностей. Он предусмотрел даже обогревание пассажирского отделения посредством системы труб с горячим паром. Замечательная машина К. Янкевича не получила, однако, распространения: стоявший во главе управления путей сообщения герцог Вюр- тембергский и иностранные советники, его окружавшие, не оценили значения быстроката. Удачнее сложилась судьба изобретения Аммоса Черепанова, уральского техника, племянника знаменитого паровозостроителя Ефима Черепанова. Аммос Черепанов учился в Выйском училище, где «постиг начатки» технической науки. Когда Ефим и Мирон Черепановы начали строить свой паровоз, Аммос Черепанов, который был моложе Мирона на двенадцать лет, принял близкое участие в их работе. Тогда же, наверное, у него и зародилась мысль построить паровой экипаж другого типа, не нуждающийся в рельсовом пути. Он построил паровой автомобиль — «паровой слон», как назвал свое детище изобретатель. Автомобиль был снабжен колесами с очень широкими ободьями. Это позволяло машине, несмотря на большой вес, двигаться по плохим грунтовым дорогам. История сохранила нам сведения о том, что паровой слон одно время успешно курсировал неподалеку от Тагила, между Верхней и Нижней Салдой, где он применялся в качестве тягача на перевозке руды. Но как и многие другие изобретения, сделанные на Урале, где растущая горнорудная промышленность толкала вперед развитие тех- 269
ники, изобретение Аммоса Черепанова не было замечено в Петербурге. Поддержки изобретатель не получил, и важное начинание заглохло. Паровых автомобилей, подобных черепановскому слону, не появилось. В начале прошлого века, несколько ранее Аммоса Черепанова, идею применения в условиях России парового автомобиля разрабатывал изобретатель Василий Петрович Гурьев. Замыслы Гурьева были шире, чем у Янкевича и Черепанова. Он предложил не только проект «сухопутного парохода», но и проект устройства деревянных торцовых дорог, которые, по мысли изобретателя, должны были прийти на смену плохим грунтовым дорогам и содействовать широкому развитию безрельсового парового транспорта. Для большей долговечности своих дорог Гурьев предлагал, кроме того, покрыть проезжие колеи широкими железными полосами, предохраняющими деревянные шашки от быстрого износа. Торцовые мостовые, изобретенные Гурьевым, прочно вошли в жизнь. Они строились на лучших улицах Москвы, Петербурга и ряда крупнейших городов Европы. Да и сейчас торцовые покрытия из пропитанных специальным составом деревянных шашек находят себе применение у нас и за границей и вполне оправдывают себя. Сам сухопутный пароход представлял собой, как можно судить по опубликованной Гурьевым в 1837 году книге, паровую тележку, тянувшую на прицепе грузовые и пассажирские вагончики. Автор проекта писал: «Нигде употребление самодвижных паровых машин не может быть так удобно, как на ровных степях России». Те же силы, которые помешали родиться быстрокату Янкевича, не дали разрастись замечательному начинанию Аммоса Черепанова, встали и перед выдающимся проектом Гурьева. Сухопутный пароход так и не получил распространения. Но идея безрельсовых поездов, выдвинутая Гурьевым, не была утопией. В наши дни она возродилась на новой основе. Все чаще можно встретить на шоссе автомобили, тянущие за .собой тяжело груженные прицепы. Существуют и настоящие автопоезда, способные двигаться как по бетону шоссе, так и по стали рельсов. Паровая машина была слишком тяжела для безрельсового транс- Гурьев создал проект «сухопутного парохода», приспособленного для движения по торцовым дорогам. 27© Деревянные торцы.
порта. Будущему автомобилю нужен был легкий и вместе с тем мощный двигатель. Поэтому появление первых двигателей внутреннего сгорания сразу же привлекло внимание конструкторов самоходных экипажей во всех странах. Делались попытки применения на безрельсовом транспорте и электрического двигателя. В конце XIX века успешно курсировали по улицам Петербурга русские электромобили системы инженера Ипполита Владимировича Романова. На экипаже устанавливались мощные аккумуляторные батареи, которые питали электродвигатель. Интересно, что первые отечественные автомобили с электродвигателями были выпущены в нескольких видах, с расчетом на разное число пассажиров: кеб, коляска и омнибус. В конструкции электромобилей было много нового. Для облегчения шасси было сделано из тонких стальных труб. Чрезвычайно интересна была электромеханическая часть автомобиля. Легкие, но весьма мощные аккумуляторы питали двигатель, число оборотов которого регулировалось переключением в обмотках двигателя и в аккумуляторах. При торможении двигатель превращался в генератор, заряжавший аккумуляторную батарею. Этот цринцип так называемого рекуперативного торможения широко применяется в электротяге и ныне. Официальные испытания электроавтомобилей И. В. Романова были успешно проведены в начале 1901 года в Петербурге. Они дали основание городской управе принять решение об эксплуатации электробусов на десяти линиях. Но как это было и с первым трамваем, против электроавтомобилей решительно восстали владельцы конок. Они приложили все усилия, чтобы не допустить на улицы столицы опасного конкурента. А ведь это был один из самых совершенных автомобилей своего времени, Царская Россия не сумела наладить отечественного производства автомобилей. До революции в нашей стране были только автосборочные предприятия, собиравшие автомобили иностранных марок. Октябрьская революция в корне изменила это положение. Сейчас цаша автопромышленность выпускает сотни тысяч всевозможных автомобилей. Электробус Романова. Электромобиль Романова. Уже в прошлом веке изобретатели стали усиленно искать вместо колеса движитель нового типа, пригодный для бездорожья. Нужно было создать машину, которая свободно двигалась бы по грунтовым дорогам и бездорожью, по вспаханному полю и целине. Такой движитель вездехода был изобретен. Честь изобретения гусеничного хода принадлежит штабс-капитану русской армии Дмитрию Загряжскому. 12 марта 1837 года Загряжский вошел с прошением в министерство финансов о выдаче ему привилегии на «экипаж с подвижными колеями», который он построил в 1830 году и испытывал на протяжении нескольких лет. Привилегия была ему выдана. В описании значилось: «Около каждого обыкновенного колеса, на котором катится экипаж, обводится Экипаж Загряжского с подвижными колеями. 271
Гусеничный поезд Гусеницы экипажа Загряжского ■ it и it—II1ИЫП Вагон гусеничного поезда Блинова. Деталь гусеничного хода Блинова. Маевского. ^&~$s^ -~чь -и железная цепь, натягиваемая шестиугольными колесами, находящимися впереди обыкновенного. Бока шестиугольных колес равняются звеньям цепи, цепи сии заменяют да некоторой степени железную дорогу, представляя колесу всегда гладкую и твердую поверхность». Изобретатель предусмотрел возможность растяжения гусениц и придумал специальное приспособление для натяжки шестиугольных колес особыми винтами. Если у обычного экипажа каждое колесо опирается о землю почти в одной точке, у «экипажа с подвижными колеями» создавалась значительная площадь опоры в виде широкой и длинной гусеницы. Вес экипажа распределялся в данном случае на значительно большую площадь. Загряжский писал: «Мои экипажи могут быть употребляемы как на шоссе, так и на обыкновенных дорогах, преимущественно же полезны на песчаных и грязных, где цепь, окружая колесо, не допускает его врезывания в песок или грязь, предоставляя ему всегда твердую и гладкую поверхность». С Загряжского взяли огромную по тому времени сумму — 1 200 рублей — за выдачу привилегии. Он отдал последние средства на закрепление за собой права на первооткрытие. Но в условиях царской России выдающееся изобретение Загряжского не было использовано. Однако идея вездеходной машины после Загряжского продолжала развиваться. Из года в год, из десятилетия в десятилетие в различных вариантах появляются проекты вездеходов у русских и иностранных изобретателей. 1863 год. Коллежскому асессору Маклакову выдают привилегию на «снаряд, приспособленный к перевозке по сухому пути всякого рода грузов, называемый «Силач, или бесконечная каточная цепь». В своем предложении Маклаков шел значительно дальше Загряжского, Он считал свой гусенично-катковый механизм универсальным. «Каточная цепь может быть применена в снарядах передвижения, имеющих различные устройства», — писал изобретатель. Он уже предлагал применять свое изобретение не только для конной тяги, но и для «различного рода двигателей». Мы не знаем, как удалось Маклакову реализовать свое изобретение, но не о нем ли писал в те годы «Города Саратова справочный листок» в заметке «Локомотив без рельсов»: «29 июня 1864 года у станции Варшавской железной дороги сделана была проба движения локомотива без рельсов, подобно прошедшему уже месяца два назад из Николаева в Херсон. Проба увенчалась полным успехом, который обещал многое в будущем». В 1876 году штабс-капитану Стефану Маевскому выдается привилегия на «способ передвижения поездов помощью локомотива, по обыкновенным дорогам». Сущность изобретения Маевского заключалась в следующем. Несколько шарнирно соединенных между собою платформ было уста- 272
Федор Абрамович Блинов. новлено на одну общую гусеницу, которая охватывала все колеса этих платформ. Сзади или в середине гусеничного поезда должна была находиться движущая установка с паровой машиной. Усилие паровой машины через специальную зубчатую коробку скоростей передается на гусеницу. Таким образом, весь поезд опирается на одну широкую гусеницу, как бы непрерывно расстилающую ровный путь под колесами платформ. Проект Маевского был тщательно разработан, за исключением способа поворота одногусеничного поезда. Этот вопрос был окончательно разрешен талантливым изобретателем Федором Абрамовичем Блиновым при создании им гусеничного трактора. В конце 1880 года жители маленького приволжского городка Вольска были поражены необычайным зрелищем. Запряженная парой лошадей, по городской площади двигалась необычайная телега. Словно гигантская гусеница, медленно ползла она за лошадьми, подминая под себя цепеобразные бесконечные рельсы, которые соединяли ее задние и передние колеса. Обыкновенная телега легко обогнала странную повозку Блинова. Но вот гусеничный возок свернул с дороги, выехал на целину, пересек как ни в чем не бывало небольшое болотце и двинулся по свежевырубленному кустарнику. Далеко позади осталась обогнавшая было его сначала телега. Необычная повозка, изобретенная Блиновым и названная им «вагоном с бесконечными рельсами для перевозки грузов по шоссейным и проселочным дорогам», имела гусеничный механизм современного типа. Вес вагона передавался на гусеницу через грузовые колеса. Два специальных «спицевых блока», установленные по краям вагона, не несли на себе груза и служили для направления движения гусеницы, — этот принцип применим ныне во всех гусеничных двигателях. Блинову была выдана привилегия. Но не создание повозки на гусеницах было конечной целью талантливого изобретателя-самородка. Он родился и вырос на Волге, работал на волжских пароходах, перестраивал и ремонтировал их. В голове Блинова зрела упрямая Паровой трактор Федора Блинова. "18 Рассказы 273
rttteL^tJA Чертеж трактора Блинова и детали гусеничного хода. ijj мысль — построить самоходную ма- „J jr> пгану для нужд сельского хозяйства. ). I пй^ Она должна была приводиться в действие паровым двигателем и передвигаться по любым дорогам на гусеницах-вездеходах. И такая машина, родной брат современного трактора, была построена в России руками мастерового человека. Блинов решил вопрос поворотливости трактора, сделав независимый привод на каждую гусеницу. Машина, которую, казалось, и повернуть-то нет никакой возможности, теперь свободно поворачивалась вокруг одной точки, чего невозможно достигнуть ни на одном из колесных экипажей. На пятиметровой раме блиновского «самохода» были установлены две паровые машины, каждая для вращения одной гусеницы. Такая конструкция необычайно просто разрешила сложную проблему независимого привода гусениц машины. Возле парового котла машины Блинова сидел машинист. В будке стоял капитан самохода. — Оба цилиндра вперед! — раздавалась команда. Механик включал паровые машины, и, грохоча гусеницами, трактор двигался вперед. — Включить правый цилиндр! — командовал капитан. И машина, увлекаемая левой гусеницей, поворачивала вправо. Самоход Блинова успешно прошел испытания. Как теперь подсчитано, самоход создавал тяговое усилие больше одной тонны, свободно таская за собой тяжело груженные повозки. В 1889 году Блинов показал свой трактор на Саратовской губернской выставке. Всю глубину сделанного Блиновым изобретения купцы и помещики не оценили. В приволжское село Балаково, где находились в то время мастерские Блинова, прослышав о замечательном изобретении, приехал из Германии фабрикант Гильден- брандт. Он хотел воспользоваться чрезвычайно стесненным положение ем изобретателя и купить изобретение. Узнав о том, что его машина будет выпускаться под иностранной маркой, Блинов наотрез отказался. Изобретатель упорно продолжал совершенствовать самоход в надежде 'самостоятельно пробить дорогу своему детищу. Чертеж трактора Блинова с двига телем внутреннего сгорания. 274
В 1896 году на Всероссийскую выставку в Нижнем Новгороде на барже прибыл из Балакова блиновский самоход, теперь уже значительно усовершенствованный. Замечательное изобретение безызвестного механика — самоход отлично действовал, таская за собой по выставке груженые платформы и сельскохозяйственные орудия, и привлекал к себе всеобщее внимание. Выставочная комиссия не могла не отметить выдающейся машины. Изобретателю крестьянину Федору Блинову был выдан похвальный отзыв «за паровоз для проселочных дорог с бесконечными рельсами и за трудолюбие по его изготовлению». И снова увез свою машину Блинов в родное Балаково, не получив, по существу, настоящей поддержки. Шестидесятидевятилетний старик не теряет веры в будущее своего изобретения и продолжает совершенствовать машину, охваченный горячим желанием создать надежного механического помощника в крестьянском труде. Новые и новые проекты рождаются в голове изобретателя. Тяжелый паровой котел и паровую машину Блинов замыслил заменить керосиновым двигателем внутреннего сгорания. Он совершенствует ходовую часть трактора, создает сперва муфту, отсоединяющую каждую гусеницу от вала двигателя, а затем конструирует фрикционы, применяемые ныне на всех тракторах. В 1899 году оборвалась плодотворная жизнь этого замечательного человека. ...Перед самой смертью Федор Абрамович Блинов говорил о том, что начатое дело не пропадет, ему предстоит большая будущность. Оставшиеся после смерти изобретателя чертежи показывают, насколько близко подошел он к конструкции современного гусеничного трактора. Изобретение Блинова надолго опередило свое время. Почему же это величайшее изобретение, созданное в крупнейшей сельскохозяйственной стране мира, не было подхвачено и доведено до полного завершения? Землевладельцы-помещики и появившаяся прослойка кулачества при очень дешевой рабочей силе разорившихся крестьян не нуждались в мощной машине. Им не нужен был трактор- самоход Блинова. Социальные условия царской России никак не способствовали промышленному выпуску тракторов. За рубежом известны также проекты гусеничных тракторов. В частности, в Соединенных Штатах Америки известен проект изобретателя Эпльхарта. В 1886 году он обнародовал данные о паровой установке на гусеницах, с особыми рулевыми колесами для поворота. Проект этот не мог быть осуществлен из-за своего несовершенства. Известен также гусеничный трактор американской фирмы «Холт», перекупившей патент на гусеничный ход у Робертса и Горнсби и выпустившей свой первый трактор в 1912 году. Работу над созданием самоходной машины после смерти Блинова продолжал ученик изобретателя Яков Мамин. Он сконструировал самоходную тележку с необычайным в то время двигателем — «нефтянкой». Об этой стороне работы Мамина мы уже рассказали в главе «Создатели двигателей»; поэтому здесь мы остановимся на деятельности изобре- Самоходная тележка Мамина с двигателем внутреннего сгорания. Яков Мамин изобрел тракторную тележку с нефтяным двигате- 18* 27&
Первые аэросани. Советский дизельный трактор. тателя как создателя колесных тракторов с нефтяными двигателями — тракторов, которые и в наши дни занимают большое место в сельском хозяйстве. В заброшенной сторожке на окраине Балакова в 1893 году Яковом Маминым вместе с братьями была построена самоходная тележка с нефтяным двигателем внутреннего сгорания собственной, маминской, конструкции. Самоходная тележка, оборудованная одноцилиндровым мотором, представляла собой нечто среднее между трактором и локомобилем. Она передвигалась сама, служила тягачом и, как локомотив, могла приводить в действие различные сельскохозяйственные машины. За несколько сезонов тележка «обегала» все окрестности города. Скорость ее была незначительной — всего несколько верст в час. Однако это был бесспорный успех изобретателей. Мамин открыл небольшие мастерские. Впоследствии они превратились в специальный завод нефтяных двигателей «Русский дизель» и нефтяных тракторов «Русский трактор». В своем письме министру земледелия с просьбой о помощи в организации тракторной фабрики Мамин сообщал: «Мною созданы первые отечественные конструкции тракторов, которым несомненно принадлежит будущее в обработке бескрайных российских просторов... Машины повысят урожайность земледелия, избавят многие тысячи безлошадных крестьян от нищеты и разорения, помогут освоить пустующие, никем не возделываемые земли в малонаселенных районах страны». И хотя Мамин не получил поддержки государства, на своем маленьком балаковскО'М заводике он сумел наладить выпуск тракторов. Первые русские колесные тракторы значительно превосходили по своим качествам тракторы иностранных фирм. Мамин установил целесообразность выпуска машин трех типов: 20 лошадиных сил имел легкий трактор «Универсал»; более крупный трактор — «Посредник», — в 30 лошадиных сил, мог работать с четырех- лемешным плугом; наконец 60-сильный мощный трактор был рассчитан на 12-лемешный плуг. С 1910 года появились тракторы Мамина с двигателями его конструкции, работавшими на нефти. И хотя эти тракторы отличались значительными преимуществами перед привозными образцами, царская Россия не могла создать отечественной автомобильной и тракторной промышленности. Владимир Ильич Ленин в первые же годы советской власти поставил задачу создания отечественной тракторной промышленности, видя в ней техническую основу будущего коллективного сельского хозяйства. Ленин дал указание о постройке тракторного завода в городе Маркс Саратовской области. Завод «Возрождение» выпускал в день пять тракторов «Карлик» и такое же количество двигателей «Русский дизель». Эти тракторы были в то время самыми легкими, самыми простыми по конструкции. Они состояли всего лишь из 300 деталей, в отличие от машин иностранных образцов, имевших свыше тысячи деталей. В последующие годы тракторы начали выпускаться еще на нескольких заводах. В годы первой пятилетки Советский Союз имел уже крупную тракторную промышленность. 276
Авиационный мотор был применен в качестве двигателя для аэросаней. Главу о вкладе русских инженеров в транспортную технику следует пополнить рассказом еще об одном изобретении. В России, с ее бескрайными просторами, глубокими снегами и продолжительной зимой, могла родиться сказка о чудесных санях, что сами бегают по зимним дорогам и снежной целине, сокращая время и расстояние. Эта сказка нашла свое воплощение в действительности—был создан совершенно новый, оригинальнейший вид транспорта — аэросани. Движущей силой аэросаней служит воздушный винт, вращаемый мотором. Скользят сани на лыжах-полозьях по снегу. Управляются они подобно автомобилю. Таким образом, это изобретение — своеобразное сочетание саней, автомобиля и самолета. Еще в давние времена пытались на Руси создать подобные самокаты. Мы уже рассказывали о талантливом изобретателе и строителе самобеглой коляски — Леонтии Шамшуренкове. Двести лет назад он задумывал и предлагал «для апробации сделать сани, которые будут ездить без лошадей зимою, а для пробы могут ходить и летом с нуждою». Как собирался Шамшуренков разрешить эту задачу, нам, к сожалению, неизвестно. История сохранила нам рассказ об одной из конструкций саней под парусами. Вот как в одном документе начала прошлого века описываются такие сани, построенные москвичом Иваном Кулагиным: «Яузской бумажной мельницы работничек Ивашко Кулагин выдумал сани с парусом, а у тех саней два крыла и ездить они без лошади могут. Катался на них в пустырях ночью». В соответствии с уровнем развития техники той поры Кулагин смог использовать для самокатных саней только силу ветра. Этой же силой пользовались для передвижения по льду жители северных районов страны — поморы. Их легкие сани свободно ходили по льду рек и морей под парусами. В настоящее время сани под парусом мы называем буерами, они широко распространены в спорте. На смену ветру пришел двигатель. Аэросани с воздушным винтом были построены в России группой инженеров в 1910 году. Сани эти состояли из пары лыж, прикрепленных к легкой раме. На раме был установлен одноцилиндровый двигатель, связанный ременной передачей с воздушным винтом. Легкие сани, рассчитанные на одного человека, развивали скорость 10—15 километров в час. Уже через год, 6 февраля 19И года, Российским автомобильным обществом впервые были проведены испытания и состязания Легковой автомобиль Горьковского автозавода. Ш1
аэросаней нескольких конструкторов. В этот период в Москве аэросани строили Желтухов, Меллер, в Петрограде — Лебедев, в Уфе— Веденеев, в Киеве — группа студентов университета. Чем тяжелее сани, тем большую силу трения должны они преодолевать при движении. Поэтому основа хорошего хода аэросаней — это их легкость и наличие мощного двигателя. Учтя это обстоятельство, инженер Кузин построил в 1912 году легкие аэросани с чрезвычайно легким, но мощным авиационным мотором с винтом. Аэросани перевозили до пяти пассажиров и развивали уже большую скорость. Успехи были настолько очевидны, что в первую мировую войну аэросани этой конструкции применялись в русской армии в качестве средств связи. После Великой Октябрьской социалистической революции конструированием и строительством аэросаней занялись крупнейшие в Советском Союзе научные институты ЦАГИ и НАМИ. Конструкция аэросаней была доведена до совершенства. Сани испытывались в неоднократных пробегах, работали на постоянно действующих аэросанных линиях в суровых условиях Арктики. Современные аэросани, оборудованные двигателями, развивают скорость до 70 комфортабельные, утепленные кабины. Во время Великой Отечественной войны в наших частях существовали специальные аэросанные подразделения, обслуживавшие фронт. Двадцатипятитонный самосвал Минского автомобильного завода мощными авиационными километров в час, имеют Выполнение пятилетних планов изменило техническую вооруженность нашей страны. Построены могучие тракторные заводы. Мы создали мощную отечественную автомобильную промышленность, вырастили огромную армию строителей автомашин, разработали замечательные конструкции грузовых и легковых автомобилей. Всемирно известны такие автомобильные заводы, как Горьковский, Московский, Минский, Ярославский и тракторные заводы в Сталинграде, Советские легковые автомобили «Москвич» и «Волга». 278
Харькове, Челябинске. Наряду с ними существует сейчас много новых заводов, изготовляющих разные типы автомобилей и тракторов для промышленности и сельского хозяйства. Наша промышленность выпускает первоклассные легковые и грузовые автомобили нескольких марок. Строятся автомобили-гиганты и автомобили специального назначения. На полях нашей страны работают мощные гусеничные и колесные тракторы. РУССКОЕ СУДОСТРОЕНИЕ Передовых деятелей русской механики отличало благородное стремление облегчить труд простого человека. «Склонить огонь на пользу человеку» стремился Ползунов, изобретая паровую машину; облегчить труд рабочих хотели Черепановы, создавая первый паровоз. Эта же мысль постоянно вдохновляла изобретателя и конструктора Ивана Петровича Кулибина. Кулибин родился на Волге, в Нижнем Новгороде. На берегах великой русской реки, основного торгового пути России, наблюдал он тяжкий труд бурлаков — людей, низведенных до положения тягловых животных. Вот что писал о них в 1815 году журнал «Сын Отечества»: «На одной реке Волге употребляется ежегодно по крайней мере до 400 тысяч человек единственно для проводу барок. Из них (средним числом в течение двадцати лет) погибает ежегодно до 7 тысяч человек при самих судах, и еще многие тысячи возвращаются по домам с расстроенным от трудной, можно сказать, каторжной, работы здоровьем». Кулибин был свидетелем тяжкой жизни бурлаков. ...Шумела вода под просмоленными бортами баржи, туго натягивался канат, лямки глубоко врезались в тела измученных людей, боровшихся с могучим течением реки. Тогда, в молодости, и задумал Кулибин использовать силу течения реки, чтобы заставить реку работать — бороться со своим же течением. Окончательно идея постройки судна, которое само двигалось бы против течения, оформилась у Кулибина в 1782 году, когда он, уже знаменитый в то время механик, жил в Петербурге. Принцип, положенный в основу устройства водоходного судна, оригинален и в то же время весьма прост. Поперек судна устанавливал- Водоходг^сь toL ЙЙГ *№ ся вал с укрепленными по краям гребными колесами. Течение воды ударяло в лопасти этих колес и заставляло их вращаться. С помощью зубчаток вращение передавалось лебедке, к барабану которой были присоединены два каната. Когда один канат наматывался на барабан, другой в это время разматывался. К концам канатов были прикреплены 279
якоря. Один из этих якорей на легкой лодке завозили вверх по течению на всю длину каната и там забрасывали в реку. Лебедка водохода наматывала канат, и судно притягивалось к якорю — само шло против течения. Лодка же в это время завозила вперед другой канат с якорем. Водоходное судно, как бы делая шаг за шагом, двигалось против течения, проходя за день больший путь, чем могли бы сделать бурлаки. Когда Кулибин испытывал свое изобретение на Неве, императрица Екатерина II видела из окон Зимнего дворца, как самоходное судно с членами испытательной комиссии проплыло вверх по течению. Изобретение Кулибина было одобрено, но... помощи изобретателю не оказали. Через несколько лет, уехав к себе на родину, в Нижний Новгород, Кулибин снова занялся водоходным судном. Ценой огромных усилий ему удалось добиться небольшой субсидии от правительства, и в сентябре 1804 года новый, усовершенствованный самоходный корабль был испытан на Волге. Нагруженное 8 500 пудами песка судно легко двигалось против течения. Комиссия признала судно обещающим великие выгоды государству. Казалось бы, дело Кулибина торжествовало. Но в действительности оно ни на шаг не сдвинулось. Замечательное судно было приказано взять на хранение «впредь до повеления, дав механику Кулибину в приеме этого надлежащую расписку». Расписку дали, а через некоторое время по распоряжению министра внутренних дел судно было продано за 200 рублей на дрова. Семидесятилетний Кулибин даже не имел денег, чтобы выкупить свое детище. Впоследствии известный русский писатель В. Г. Короленко, изучая биографию Кулибина, написал о творческой деятельности великого изобретателя: «Эта карьера могла бы дать материал для трагедии, и тогда кульминационным ее пунктом должна бы служить эта продажа на дрова одного из серьезнейших его творений. И это случилось за двенадцать лет до его смерти, на его глазах...» Благородную цель — заменить труд бурлака механизмом — преследовал талантливый изобретатель крестьянин Михаил Андреевич Су- тырин. В начале 20-х годов прошлого столетия он изобрел очень совершенное коневодное судно, конструкция которого значительно отличалась от устройства прежних судов с конной тягой, известных на Волге еще с XVIII века. После долгих тяжб с французским механиком Пуадебаром, получившим в России привилегию на суда подобного типа, Сутырину также было дано право постройки судов своей конструкции. Они отлично выдержали испытание временем и долго применялись на Волге. Следующими словами излагалось устройство этого судна: «Лошади, на одном месте переступая, приводят в обращение подвижной пол, колеса и вал со шкивом, а вместе с тем приводится в движение и горизонтальный вал с шестернею, посредством коей приходит также в движение и насос, отливающий из судна воду». Суда Сутырина передвигались вверх по течению реки с таким же завозом якоря вперед, как и на судне Кулибина. Даже и такая несложная техника обеспечивала большую скорость судну, чем тяга бурлаками. 280
Водный транспорт нуждался в новом источнике движения. Еще в 1753 году Парижская Академия наук объявила конкурс на проект судна, которое приводилось бы в движение не ветром, не мускульной силой людей или животных, а какой-либо иной, механической силой. Среди многочисленных проектов, поступивших в академию, особого внимания заслуживало предложение, присланное из России. Автором его был член Петербургской Академии наук Даниил Бер- нулли. Он предлагал снабдить корабль двумя бортовыми гребными колесами, наподобие тех, которые существуют сейчас на речных судах. В качестве двигателя он решил использовать или «канатный привод», или силу пара—силу, тогда еще почти неизвестную. Говоря другими словами, в проекте Бернулли была высказана идея пароходного судна. Паровая машина в те времена еще не была изобретена, техника знала только примитивные паровые насосы, и свой смелый проект Бернулли строил, уверенный, что рождение нового двигателя, основой которого будет сила пара, не за горами. Действительно, прошло несколько лет, и новый двигатель сделал явью мечту о паровом корабле, зародившуюся в стенах Петербургской Академии наук. Об этом двигателе думал в свое время и Кулибин. Уже в наши дни исследователи истории техники обнаружили в бумагах Кулибина проект судна с паровой машиной. Мы уже знаем, что развитие отечественного транспорта тормозили привилегии, выдававшиеся в России иностранцам. Огромный ущерб развитию отечественного транспорта нанес изданный в 1812 году специальный манифест о привилегиях, то есть об исключительном праве постройки и эксплуатации судов одним лицом. Эти привилегии, за получение которых надо было дорого платить, немедленно перехватывались более обеспеченными людьми. Так, известный американский изобретатель парохода Роберт Фультон добился, например, двадцатилетней монополии на эксплуатацию пароходного сообщения в России. Это пресекало любую возможность зарождения русского пароходостроения. Фультон умер, не успев воспользоваться своим неограниченным правом. Вскоре, однако, появился новый претендент на эту монополию — Чарлз Берд из Шотландии. В ноябре 1815 года по привилегии Берда русскими мастерами был построен пароход «Елизавета» для линии Петербург—Кронштадт. Примерно в те же годы на Урале, на Пожевском заводе, принадлежавшем заводчику Всеволожскому, группой талантливых мастеров и механиков Первый пароход на Волге были также построены два парохода. История сохранила имена творцов пароходов: это братья Казанцевы', Данила Вешняков, Павел Чистяков, Николай Беспалов, Григорий Шеста- ков. Паровые машины для двух первых пароходов мощностью в 36 и 6 лошадиных сил строились под руководством инженера Г. П. Соболевского. 281
В журналах того времени сообщалось, что «заводчик Всеволожский на паровом судне, совершив путь из своих заводов до Казани, первым доказал возможность пароходства по Волге, в то время как в Петербурге, при всех средствах и пособиях, доставляемых близкими сообщениями с Англией, только что приступили к устройству их». На обратном пути из Казани этот пароход был застигнут ранним ледоставом и к весне потонул. Паровая машина была спасена. К сожалению, мы не имеем подробного описания устройства этого замечательного уральского парохода, который проделал огромный для того времени путь по Каме от Пожвы, что находится в 150 километрах выше Перми, и дальше вниз по Волге до Казани. Петербургский пароход был подробно описан в журнале «Сын Отечества»: «Господин Берд не построил нового судна, а только вделал свою машину в обыкновенную тихвинскую лодку... Впереди, по обеим сторонам, видны дощатые футляры, в которых движется по колесу... Посреди судна возвышается железная труба... При попутном ветре опа служит для поднятия паруса». До нас дошли сведения об интересной попытке строителя алтайской железной дороги Петра Козьмича Фролова организовать еще в 1816 году пароходное движение по Иртышу. Фролов предлагал доставлять с помощью пароходов руду с Колывано-Воскресенских заводов, где он, как мы знаем, строил свою первую железную дорогу. Расчеты Фролова по организации пароходства на Иртыше поражают своей точностью и обоснованностью. Однако проект его, направленный на заключение Берду, был задержан. Привилегия, выданная Берду на строительство пароходов в России, все же не могла приостановить создание русского парового флота. Строительство паровых судов развивалось на казенных заводах, не подпадавших под ограничения. На казенных Ижорских заводах, в Николаеве, Астрахани, Архангельске строились десятки пароходов для Белого, Черного, Каспийского и Балтийского морей, а также для широких многоводных рек России. Эти пароходы отличались высоким качеством. Это не раз отмечали журналы и газеты того времени. Вот интересная выдержка из статьи, опубликованной в 1835 году «Коммерческой газетой»: «Со введения в России пароходов минуло уже двадцать лет. В продолжение сего времени с пароходами случались во всех государствах Европы, и особенно в Америке, большие несчастья, но в России ничего подобного не было, а ныне уже существуют у нас 52 парохода. Сверх того, весьма примечательно, что на Неве введен пароход прежде, нежели на Темзе, и это самое значительнейшее улучшение в устройстве, употребление двух паровых машин на судне, было сделано прежде всего в России в 1816 году...» И действительно, глядя сейчас на историю отечественного пароходства, мы видим новаторские черты, которыми было отмечено развитие судостроения в нашей стране. Безбалансирная паровая машина мощностью в 240 лошадиных сил, отличавшаяся исключительной компактностью, была построена в 1832 году отечественными мастерами для военного парохода «Геркулес». Производство паровых машин высокого давления освоил в те же годы выдающийся мастер Матвей Назукин на уже известном нам По- жевском заводе, строившем первые русские пароходы. 282
Много было сделано и в усовершенствованиях пароходного хозяйства нашей страны. Здесь надо сказать о трудах исключительно талантливого волжского механика В. И. Калашникова (1849—1908). О нем писал когда-то А. М. Горький как об одном из выдающихся самородков- изобретателей, родившихся на берегах Волги. В 1872 году Калашников ввел на пароходах новые по тому времени компаундмашины, дававшие до 30 процентов экономии топлива. Он сконструировал форсунку — специальную горелку для сжигания нефти в топках парохода. Свыше 80 работ по разным вопросам судостроения было написано Калашниковым за его плодотворную жизнь. А сколько было изобретателей из народа, о деятельности которых известно не по научным трудам, а только по скупым сведениям, в той или иной форме дошедшим до нашего времени! Наиболее совершенным типом морского судна признан сейчас электроход — судно, винты которого приводятся во вращение электродвигателями. На кораблях-электроходах паровая турбина или дизель вращают генератор, который питает током электродвигатели, связанные с винтами. Такая система хороша для управления огромными судами, потому что электродвигатель наиболее послушный из всех двигателей. Он может вращаться вперед, назад, может легко изменять и число оборотов. Наша страна может гордиться не только применением на корабле нефтяного двигателя, но и постройкой судна, приводимого в движение электродвигателем. Как уже знает читатель, гребные колеса лодки вращал электродвигатель, построенный знаменитым электротехником, академиком Борисом Семеновичем Якоби. Установив его на лодке, ученый демонстрировал практическое применение своего изобретения осенью 1838 года на Неве. Мощность электромотора, работавшего от огромной гальванической батареи, равнялась всего лишь одной лошадиной силе, скорость первого электрохода не превышала 4 километров в час. Но какое великое дело было начато! Использовать электроходы в те времена, когда источником тока служили дорогие гальванические батареи, конечно, было нельзя. Но позднее русские инженеры, много работавшие над конструированием подводных лодок, применили для передвижения их под водой электрический двигатель. Принцип Якоби, удачно перенесенный на подводный флот изобретателем Джевец- ким, укоренился здесь: все подлодки мира используют теперь электромоторы в качестве двигателей при подводном плавании. Электролодка Якоби — прообраз современного электрохода. 283
Щ^а-З Самоходная баржа «Вандал». Справа дана схема электропередачи теплохода: двигатель внутреннего сгорания, генератор, мотор, винт корабля. Берега Невы увидели и другого первенца нового типа судов — теплоход. В 1898 году профессор К. П. Боклевский указал на возможность практического использования двигателей внутреннего сгорания на судах и предложил Морскому ученому комитету установить дизель на корабле. Спустя пять лет, в январе 1903 года, профессор Боклевский вторично поставил перед Обществом судоходства вопрос о целесообразности использования дизель-динамо для питания гребных электродвигателей. Его предложение было принято. В декабре этого года в Петербурге была закончена постройка теплохода — судна, приводимого в движение двигателем внутреннего сгорания, работавшим на нефти. Как известно, немецкому изобретателю Рудольфу Дизелю, чьим именем назван безкарбюраторный двигатель, не удалось сконструировать двигатель для работы на наиболее дешевом топливе, на сырой нефти. Такой двигатель, как нам уже известно, был построен на заводе «Русский дизель» в Петербурге. На нефтеналивной самоходной барже «Вандал» водоизмещением в тысячу тонн были установлены три нефтяных двигателя, мощностью по 120 лошадиных сил каждый. Баржа развивала скорость до 8 узлов. Так как первые дизели не имели еще обратного хода, изобретатели остроумно применили в качестве передачи от дизеля к винту электропривод: дизели вращали динамо, последние питали током электродвигатели, связанные с тремя гребными винтами. Переключение обмоток давало обратный ход теплоходу. В следующем году по несколько отличному принципу был оборудован теплоход «Сармат». Здесь при движении судна вперед два дизеля были непосредственно соединены с гребными винтами, а при движении назад винты вращались через электрическую передачу. Теплоход «Сармат» дожил до наших дней. В годы Великой Отечественной войны он под названием «Николай Островский» снабжал топливом корабли Балтийского флота. В 1908 году на Коломенском заводе был построен морской теплоход «Дело». Он показал отличные мореходные качества. В первую же на- ' вигацию на Каспийском море этот теплоход сделал более 40 рейсов между Астраханью и Баку, перевез десятки тысяч тонн груза. 284
ШШШШШШШ Трудами русских изобретателей были заложены основы важной гла- 1 вы в истории кораблестроения. ^ В годы, когда в России рождались первые теплоходы, были сделаны ,^/$7^а и другие изобретения в области водного транспорта. Так, например, инженер Коломенского завода Р. А. Корейво изобрел специальную муфту, действовавшую с помощью сжатого воздуха, которая так и называется в технике — «муфта Корейво». С ее помощью теплоход мог менять ход на обратный без применения электропередачи. По этому принципу была сконструирована силовая установка колесного буксира теплохода «Мысль». В России строились и дизели, допускавшие обратный ход, или, как говорят инженеры, реверс. О них мы уже говорили в главе, посвященной двигателям, о Есть еще одна область судостроения, в которой интересные труды ^Л^^^ и исследования проведены русскими учеными и мореходами. Эта область — ледокольный флот. Предыстория ледоколов уходит в глубокую древность. На реках Северная Двина, Онега и в Белом море не раз русские мореходы во время плаваний вступали в борьбу со льдом. Здесь выработались приемы ледового плавания, которые впоследствии в преобразованном виде легли в основу конструирования ледоколов. Плавая на прочных ладьях, поморы с размаху таранили тонкие весенние льды форштевнем. Если это не помогало, они перегружали грузы из трюма на палубу для уменьшения устойчивости корабля и всей комадной, перебегая с одного борта на другой, раскачивали судно, обламывая его корпусом лед. Уже в XV веке на той же Северной Двине поморы применяли для взламывания льда ледокольные лодки, а несколько позже и ледоколь- 3 ные сани. В этом случае тяжело нагруженная лодка с помощью канатов вытаскивалась на лед, который она и проламывала своей тяжестью. h ^^ Собираясь в группы в 200 человек, поморы тащили за собой на канатах ледокольные сани, нагруженные льдинами. Сноровистые ледо- Ш]у/ . рубы прорубали перед санями узкую борозду. Сани, вползая на лед, ^^Ш0^ЩЩ^ 4# крошили и раздвигали его, открывая во льду широкий канал для про- ^^^^^шт^-^k^ пуска судов. J& \'" В некоторых случаях применялись особые ледокольные паромы. В них впрягали несколько десятков лошадей. Эти старинные приспособления позволяли взламывать лед толщиною до 30 сантиметров, успешно помогая навигации. Крупнейшая ледовая операция с участием 270 деревянных судов была успешно проведена во время войны со Швецией в мае 1710 года. Через льды толщиною свыше 30 сантиметров русские военные и транспортные суда пробирались по Финскому заливу к городу Выборгу, обеспечив артиллерией и продовольствием осаждавшие крепость русские вой- ска* 1 — ледокольная лодка по- 1яжелые фрегаты «Олифант», «Думкрат» и другие боевые корабли моров; 2 — ледокольный служили в данном случае ледоколами. За ними шли остальные суда ™Р°М'> 8 — конструкция В самой конструкции фрегатов были заключены особенности, очень Рассчитана нег ледовый^е важные для борьбы кораблей со льдом. Сильно наклоненный форште- жим. 285
вень помогал кораблю раздавливать лед. Овальные обводы бортов способствовали раздвижению льда. Простое сопоставление поперечных сечений фрегата и ледокольного корабля, созданного почти через двести лет, наглядно показывает совершенство конструкции фрегата. В опыте борьбы со льдом зарождались начала теории ледокольного дела. Нельзя обойти молчанием замечательный труд гениального ученого М. В. Ломоносова, посвященный вопросам ледового плавания. Его доклад «О приуготовлении к мореплаванию Сибирским океаном» — первое развернутое исследование в этой области. Уроженец Беломорья, Ломоносов прекрасно был знаком с условиями плавания в северных морях. Ученый впервые установил классификацию льдов, условия движения в них судна, а также дал конструктивные наброски ледокольного корабля. В частности, Ломоносов выдвигает необходимость оборудования ледоколов усиленной обшивкой «против льда» — то, что теперь называется ледовым поясом. Он говорит также о конструктивных особенностях и размерах корабля, обеспечивающих ему маневренность в ледовых условиях. Таким образом, в России были все предпосылки для создания ледокола. Вековой опыт пользования «ледокольными паромами», раздавливающими лед, выбор округлой формы корпуса фрегата, устройство ледового пояса, предложенное Ломоносовым, — все это легло в будущем в основу конструирования ледокольного корабля. ...Это было зимой 1864 года. Прочной коркой подернул ранний лед поверхность Финского залива, сковав суда, находившиеся в Кронштадте. Пароходное сообщение между Ораниенбаумом и Кронштадтом прекратилось. Но вот жителей Ораниенбаума поразила небывалая новость: в порт, несмотря на ледостав, прибыл пароход купца Бритнева «Пилот». Необычное судно пересекло затянутый льдом залив. Пароход шел, наползая на лед скошенной носовой частью, и ломал его своей тяжестью. За ним тянулась дорожка открытой воды. Переоборудовав по указанию безвестного капитана-конструктора обычный пароход, Бритнев сделал из него ледокольное судно. Маленький «Пилот» стал пароходом-ледоколом. У обычного судна носовая часть, или, как ее называют, форштевень, делается отвесной. Бритнев же придал форштевню такой наклон, что судно не упиралось в лед, а налезало на него, и ломало, и дробило его своим весом. Знаменитый русский мореплаватель адмирал Степан Осипович Макаров, выдающийся ученый, горячий поборник строительства ледокольного флота в России, высоко оценил заслуги строителя первого ледокола. Макаров писал о первом ледокольном судне: «Этот маленький пароход сделал то, что казалось невозможным: он расширил время навигации осенью и зимой на несколько недель». Вслед за «Пилотом», имевшим паровую машину всего лишь в 85 лошадиных сил, был создан более мощный ледокол «Бой». А через несколько лет Ораниенбаумская пароходная компания построила еще два ледокольных корабля — «Луна» и «Заря» — мощностью по 250 лошадиных сил. 286
Успешная эксплуатация этих кораблей привлекла внимание зарубежных пароходчиков. Когда в суровую зиму 1871 года замерз Гамбургский порт, Германия командировала своих инженеров в Петербург. Они купили у Брит- нева за 300 рублей чертежи ледокольного парохода. По этим чертежам спешно начали строить ледоколы. Изобретение постигла судьба многих других выдающихся открытий. Широкая реклама гамбургских ледоколостроителей заслонила заслуги русских изобретателей. Гамбургские заводчики длительное время распродавали чертежи ледоколов пароходным фирмам Америки, Норвегии, Швеции, Дании. В России успешно продолжали совершенствовать конструкцию ледоколов. В 1889 году для Николаевского порта в Черном море был построен мощный ледокол № 1. Он имел нововведение, которое позже легло в основу конструирования всех мощных ледоколов: специальная цистерна емкостью в 50 тонн, установленная на носу судна, заполнялась морской водой, в случае если вес всползшего на лед корабля был недостаточен. Диферентные и креповые цистерны для раскачки судна применяются теперь на многих ледоколах морского и даже речного типа. Начавшееся строительство железнодорожного пути через Сибирь выдвинуло перед ледоколостроением новые задачи, которые были блестяще разрешены. Для перевозки железнодорожных составов через замерзающее озеро Байкал были построены колоссальные железнодорожные паромы-ледоколы «Байкал» и «Ангара». Оснащенные мощными двигателями, хорошо конструктивно рассчитанные, паромы эти помогали поддерживать движение поездов по Сибирскому пути круглый год. Ледокольный флот нынешнего дня очень многим обязан выдающемуся флотоводцу адмиралу С. О. Макарову. Это он с величайшей настойчивостью ратовал за создание мощного отечественного ледокольного флота. Это он говорил: «Ни одна нация не заинтересована в ледоколах столько, сколько Россия». И дальше: «Дело ледоколов зародилось у нас в России. Впоследствии другие нации опередили нас, но, может быть, мы опять сумеем опередить их, если примемся за дело». Макаров прямо указывал на полную возможность беспрепятственного судоходства во льдах. «Техника дает теперь огромные средства, — говорил он, — и надо признать, что в настоящее время ледяной покров не представляет более непреодолимого препятствия к судоходству». Опираясь на поддержку великого Менделеева, который помог конструкторам практическими указаниями, адмирал Макаров вместе с несколькими русскими инженерами создал проект величайшего в мире ледокола. Названный «Ермаком», ледокол в 1898 году был спущен на воду. Водоизмещение его было 7 875 тонн, двигатель имел мощность Ледокольный пароход Бритнева. 287
Ледокол «Ермак». 9 тысяч лошадиных сил. «Дедушка ледокольного флота» «Ермак» был спроектирован настолько удачно, что плавает и поныне. В день своего пятидесятилетия ледокол был награжден Советским правительством орденом Ленина. Он долгие годы был не только самым совершенным ледокольным судном, служившим прототипом другим ледокольным кораблям, но являлся и научной базой исследования полярных льдов и их воздействия на суда. Лучшей плавучей ледовой лаборатории нельзя было найти. «Ермак» взламывал льды толщиною до полутора метров. Вертикальное давление, которое он оказывал на лед, превышало 800 тонн. Почти пятьдесят лет назад, пользуясь опытом «Ермака», исследованиями воздействия льда на ледокольное судно занимался знаменитый ученый, академик А. Н. Крылов. Своего расцвета ледоколостроение достигло в советское время. Вооруженные новой, совершенной техникой, советские полярники начали планомерное наступление на Север. В 1932 году на ледокольном корабле «Сибиряков» впервые в истории был пройден за один сезон Великий Северный морской путь. О создании этого пути мечтали в свое время лучшие люди нашей Родины. Построенные на стапелях советских судостроительных заводов новые совершенные ледоколы остаются непревзойденными по своим качествам. Советский ледокольный флот завершил превращение Северного морского пути в постоянно действующую магистраль. Скоро по ней, взламывая лед, пойдет советский ледокол-гигант с атомным двигателем. СТРОИТЕЛИ ВОДНЫХ ПУТЕЙ И КАНАЛОВ В те далекие дни, когда на Руси не было еще железных дорог, широко, как основное средство транспорта, использовались реки. В северной части страны, простираясь с юга на север, а в южной обратно — с севера на юг, многочисленные реки образовали естественные водные артерии, по которым еще в глубочайшей древности шло непрерывное движение ладей и судов. 283
Цепочки рек, разделенные в некоторых местах лишь небольшими промежутками суши, через которые лодки и корабли перетаскивались вручную, волоком по земле, образовывали целые водные системы. Величайшей водной системой прошлого был путь, называемый в древних летописях «путь из варяг в греки». Этот путь прорезал с севера на юг всю русскую землю и соединял Балтийское море с Черным. Сейчас мы можем полностью восстановить трассу этой великой водной дороги, открывавшей выход древнерусскому государству в юго- западную и северо-западную Европу. Из Балтийского моря корабли шли против течения по Неве к бурному Ладожскому озеру. Управляемые смелыми мореходами, суда пересекали озеро и поднимались вверх по многоводному Волхову в направлении к озеру Ильмень. Отсюда они плыли по реке Ловать до того места, где река ближе всего подходила к притоку Западной Двины — к небольшой речке Усвяту. Здесь находился так называемый «волок» — место, где суда вытаскивали на берег и переволакивали с помощью катков по настилам, чтобы через десяток верст вновь спустить на воду, но уже на другой реке. Подняв паруса, корабли шли дальше по Западной Двине и поворачивали ко второму ее притоку — Каспле. Здесь был второй волок, что вел к верховьям Днепра. По Днепру, через знаменитые днепровские пороги, водный путь простирался к Черному морю. Так, соединенная двумя перешейками волоков, замыкалась эта тысячекилометровая водная артерия — широкая голубая дорога древней Руси. Много и других водных систем существовало на Руси. Здесь и там находились волоки, память о которых сохранилась и по наши дни, запечатленная в названиях таких городов, как Волоколамск и Вышний Волочок. На этих волоках «с великим умением и хитростью» русские люди перекатывали по суше очень тяжелые суда. Большие работы по усовершенствованию водных путей России были произведены в XVIII веке. Строительством каналов, прорытых в обход бурного Ладожского озера, было положено начало современной водной системе, соединяющей Балтийское море с Каспийским, — так называемой Мариинской системе. Интересно стремление Петра I проложить путь между Балтийским морем и Белым. Цепь озер и болот, протянувшаяся от Белого моря к Балтике, представлялась вполне подходящей для этой цели. Осенью 1702 года во время войны со Швецией, неожиданно для противника, от Белого моря к берегам Онежского озера «через мхи и озера и перевозы» были переброшены на Неву русские военные корабли и артиллерия. По озерам, болотам, по лесным просекам солдаты и тысячи крестьян, согнанных с трех губерний, волокли на катках к югу тяжелые суда. Более 200 километров пути в страшно трудных условиях с успехом проделал этот необычный караван. Было осуществлено, казалось, невозможное. Русские корабли появились на Неве совершенно неожиданно для противника и решили исход сражения. 19 Рассказы 289
Карта Беломорское Балтийского канала. Со временем дорога была заброшена и забыта. Через полтораста лет о ней писали: «На далеком севере Олонецкой губернии в чаще соснового и елового леса пролегает не то дорога, не то просека. Седой мох, кустарник затянули ее местами, кругом ни жилья, ни души человеческой — только топкие болота, местами загроможденные валунами, да широкая река, пенясь и шумя, катится по камням...» Следы этой дороги были обнаружены через двести тридцать лет, когда в 1931 году советские люди приступили к строительству Бе- ломорско-Балтийского канала. Трасса канала, построенного в чрезвычайно короткие сроки, шла через многочисленные озера, лежащие на пути, и во многом совпадала с дорогой, проложенной в петровские времена. Беломорско-Балтийский канал имеет протяженность в 227 километров. Этот канал почти в три раза длиннее Панамского и в полтора раза Суэцкого. Беломорско-Балтийский канал сократил морской путь из Архангельска в Ленинград на 4 тысячи километров. Канал стал важной транспортной магистралью Советского Севера, открыв выход Волги в Белое море. Интересную историю имеет идея строительства еще одного замечательного канала. Около двухсот лет назад талантливый изобретатель Леонтий Шам- шуренков выдвинул идею соединить Волгу с Москвой-рекой. Смелый проект Шамшуренкова, которого мы уже знаем по его работе над самобеглой коляской, не только не был поддержан царским правительством, но был встречен даже враждебно, так как шел «вопреки воле божьей». Эта идея вновь возникла почти через сто лет, в начале прошлого века, когда потребовалось доставлять с Волги в Москву большое количество строительных материалов. Был составлен проект канала, соединявшего приток Верхней Волги с притоками Москвы-реки. Трасса канала должна была включить в себя реки Истру и Сестру. В 1826 году начали строительство, которое затянулось почти на двадцать пять лет. Канал был проложен. Но просуществовал недолго. Построенная вскоре железная дорога Петербург — Москва окончательно подорвала значение этой водной системы. Волоком тащили корабли из Белого моря в Онежское озеро. 290
Постепенно канал зарос и осыпался, оставив память о себе — большое Сенежское озеро, образованное запрудой реки Сестры. Это озеро, расположенное километрах в ста от столицы, хорошо известно москвичам — любителям рыбной ловли. Только в наши дни была по-настоящему поднята и окончательно разрешена проблема соединения Волги и Москвы-реки. Воды великой русской реки пришли к стенам древнего Московского Кремля по замечательному каналу. Канал имени Москвы не только служит нуждам нашего транспорта, но и дает воду для столицы. Не будь его, воды Москвы-реки не хватило бы для нужд города. Работы по прорытию канала шли невиданно быстро. Ни один канал в мире не сооружался в такие короткие сроки. Всего лишь через пять лет после начала работ было окончено строительство величественного гидротехнического сооружения. Панамский же канал, например, строился тридцать три года, а Суэцкий — свыше десяти лет. Общее протяжение канала имени Москвы — 128 километров. Его система включает огромные водохранилища, шлюзы, насосные станции. Поворачивая Волгу к столице, строители вынули свыше 200 миллионов кубометров земли и уложили больше 7 миллионов кубометров бетона. Образовавшееся на запруженной Волге новое Московское море разлилось на 327 квадратных километров. Третий по величине и красивейший канал служит великолепной транспортной магистралью. По нему перевозятся миллионы пассажиров и миллионы тонн грузов. Строительство канала имени Москвы, возведение Иваньковской плотины на Волге были началом разрешения величайшей гидротехнической проблемы наших дней — создания Большой Волги. Волга будет превращена в единую цепь водохранилищ, связанных между собою судоходным путем. Преобразование великой реки, о котором мечтали поколения русских людей, сразу разрешит задачу глубоководного судоходства, энергетики и орошения. Колоссально количество воды, которую несет в себе Волга. 80 процентов этого богатства в течение одного-двух месяцев половодья уходит в Каспийское море. Летом река мелеет, и до постройки плотин в ее верховьях образовывались перекаты, — судоходство нарушалось. Строительство первой ступени Большой Волги — Иваньковской плотины и образование Московского моря сделали пригодными для глубоководного судоходства верховья Волги. Вторая ступень — Угличская плотина и ГЭС, а за ней идет третья ступень — Щербаковская ГЭС и огромное искусственное водохранилище — Рыбинское море. Строительство этих сооружений решило проблему судоходности Средней Волги. Плотина Горьковской ГЭС образует Горьковское море. Возводится Чебоксарская гидроэлектростанция. Создается Куйбышевская гидроэлектростанция с колоссальнейшим Куйбышевским морем. Строится Сталинградская гидроэлектростанция. Большая Волга образует единую глубоководную транспортную магистраль Европейской части Союза. Исключительное значение имеет созданный советским народом Волго- Донской канал имени В. И. Ленина. 19* 291
Лишь в одном месте русла двух могучих рек — Волги и Дона —' сближаются на 90 километров, а небольшие притоки Камышинка, Гряз- новка и Иловля сходятся и того ближе. Известно, что еще во второй половине XVI века делал попытку прорыть канал в этом месте турецкий султан Селим. По каналу он собирался перебросить войска и артиллерию для нанесения удара России на Нижней Волге. Но согнанные на перешеек для земельных работ свыше 20 тысяч воинов и рабов разбежались от голода и болезней, а сам султан под угрозой русских войск отступил к Азову. Важность соединения Волги с Доном отлично понимал Петр I. После взятия в 1696 году Азова, расположенного на Дону, сразу же был отдан приказ прорывать канал между Иловлей и Камышинкой по пути древнего волока, соединявшего Дон с Волгой. Руководство строительством канала было поручено некоему Бреклю, начальником над которым Петр поставил астраханского губернатора Голицына. Брекль бросил строительство на произвол судьбы, и оно прекратилось. Через некоторое время строительство канала возобновилось по новому проекту и под новым руководством. Работы шли полным ходом и были близки к завершению. В это время по указанию Петра в Амстердаме был даже выпущен специальный атлас для капитанов судов, плавающих по Дону, Волге и Азовскому морю. В этом атласе, один из экземпляров которого хранится сейчас в библиотеке Львовского университета, был нанесен подробный проект Волго-Донского канала. На титульном листе книги так и было написано: «При сем приложено изображение прокопа во еже бы Илову вести КамЬнненскою рекою в Волгу иль в Астраханскую реку еже б тем иловланским наводнением водить из Дону Камышенкою реками в великую реку Волгу корабли и прочие водные суда». Война со шведами, временный отход Азова к туркам не дали возможности довести работы до конца. Канал был заброшен. Лишь несколько полузасыпанных впадин сохранилось ныне в районе современного Волго-Донского канала. Мысль о транспортной связи Волги и Дона не раз возникала после Петра I. Начало строительства железных дорог в России вновь привлекло внимание к перешейку. В 1834 году был поднят вопрос о прокладке между Волгой и Доном железнодорожного пути. В 1837 году вновь обсуждалось предложение о прокладке железной дороги между Волгой и Доном. Наконец в 1846 году между волжским городком Дубовкой и станицей Калачинской на Дону была проложена железная дорога с конной тягой. Она просуществовала десять лет. Но пропускная способность дороги была явно недостаточна. Канал не могла заменить и паровая железная дорога, построенная в период с 1859 по 1862 год между Калачом и Царицыном. Только нашему поколению, советским людям, оказалась по плечу эта грандиозная задача. Благодаря высокой механизации всех земляных и бетонных работ канал был сооружен в необычайно короткий срок: начатое в 1948 году строительство было завершено в июле 1952 года. Тринадцатикилометровая плотина с гидростанцией, возведенная на Дону у станицы Цимлянской, поднимает воду, образуя огромное 292
водохранилище, питающее оросительные каналы. Мощные электронасосы поднимают донскую воду к водоразделу для питания шлюзов «водяной лестницы», соединяющей две великие реки. Девять шлюзов расположены со стороны Волги, четыре — со стороны Дона. Волго-Донской судоходный канал имени В. И. Ленина протяженностью 110 километров — крупнейшее гидротехническое сооружение нашего времени. На этом строительстве было произведено 150 миллионов кубометров земляных и 3 миллиона кубометров бетонных работ. 98 процентов земляных работ и все бетонные были механизированы. На строительстве впервые нашли широкое применение самые совершенные в мире землеройные машины, созданные отечественной промышленностью: земснаряды, мощные шагающие и гусеничные экскаваторы, автоматические бетонные заводы, гигантские грузовики-самосвалы. В создании этого канала воплотились вековые мечты нашего народа. Пять морей соединяет между собою Волго-Донской канал. Через Беломорско-Балтийский канал и Мариинскую систему он связывает Белое и Балтийское моря с Каспийским, Азовским и Черным морями. В связи с проводимой в нашей стране реконструкцией водных путей небезынтересно вспомнить о замечательном проекте, выдвинутом сыном великого русского химика Д. И. Менделеева — моряком и инженером Владимиром Менделеевым. Проект этот, опубликованный в 1899 году, предусматривал перегораживание плотиной Керченского пролива, отделяющего Азовское море от Черного. Автор смелого проекта указывал на то, что Черное море «грабит» юго-восток нашей страны, отнимая у него воду Дона, уходящую через пролив. 293
Схема Большой Волги. Для обеспечения судоходства мелководного Азовского моря, для | развития его богатого рыбного хозяй- I ства в пресных водах и, наконец, из энергетических соображений Вла- | димир Менделеев предлагал запру- f дой поднять на 3 метра уровень всего Азовского моря. В этом случае глубоко сидящие морские корабли получили бы возможность через шлюзы в плотине Керченского пролива вплотную подходить к азовским и донским портам. Великий химик, разделяя взгляды сына, высказывал уверенность, «что недалеко то время, когда русская мысль и русская воля окрылятся еще более чем ныне смелостью совершать мирные дела, полезные родине и всему миру...» и «что самая запруда Азовского моря рано или поздно будет осуществлена...». Исключительное значение для судоходства по Волге имеют гигантские гидроэлектростанции в Сталинграде и Куйбышеве. Волга, будучи чрезвычайно полноводной весною, к середине лета значительно мелеет. Мели и перекаты мешают пароходству. Когда ряд плотин превратит реку в цепочку морей и она станет полностью регулируемой, морские суда будут подниматься вверх по течению. Волжская магистраль сможет тогда пропускать в десятки раз больше грузов, чем лучшие железнодорожные магистрали. Идею постройки гидростанции на Волге у Жигулевских гор выдвигал еще в 1910 году Г. М. Кржижановский, инженер, ныне академик. Подобный же проект предлагала группа самарских инженеров. На обсуждении доклада, посвященного этой проблеме, выступил управляющий имениями графа Орлова-Давыдова и заявил: «Да разве граф позволит возводить такие постройки на своих землях! Вы забываете, кому принадлежат Жигули...» Собствен- 294
ники-землевладельцы со -сеоими личными выгодами и интересами губили смелые начинания передовых деятелей техники. Гидростанции у Куйбышева и Сталинграда будут питать энергией промышленность и сельское хозяйство. Плотины гидростанций образуют обширные моря в средней части нашей страны. Быстроходные корабли морского типа поплывут по зеркальной лестнице Большой Волги. С таким же размахом была решена в годы советской власти еще одна крупная гидротехническая и транспортная проблема — проблема судоходности Днепра. Полноводная река в средней своей части имела огромные каменистые пороги, перекрывавшие в некоторых местах почти все русло. Вода с огромной силой разбивалась о камни. За многие километры был слышен рев и грохот грозного порога Ненасытец. Лишь легкие суденышки, управляемые опытными местными лодочниками, могли проскочить между камнями днепровских порогов. На широком водном пути к Черному морю веками стояла эта преграда, обесценивавшая транспортное значение Днепра. В прошлом было сделано много попыток наладить судоходство через пороги. Так, еще в конце XVIII века специальная воинская команда под началом полковника Фалеева пыталась взрывами расчистить фарватер реки. Бесплодность этих попыток привела к решению строить обходный канал для судов. Строительство началось, но канал оказался слишком несовершенным, и практически использовать его не удалось. В 1843 году опять была начата прокладка так называемого «нового хода» для судов. Десять лет затратили на постройку второго обходного канала, но и эти работы не увенчались успехом. В 1914 году инженер Белоконь начал исследовать возможности полезного использования огромной энергии, заключенной в бурных водах Днепра. Изыскательская группа прибыла в район знаменитых Могучая плотина Днепрогэса сделала Днепр судоходным по всему его течению. 295
Расправив крылья, Никитка бросился с колокольни. днепровских порогов. Здесь она встретилась с графом Стенбок, владельцем земель, прилегающих к порогам. Граф заинтересовался работами изыскательской группы. Он внимательно выслушал рассказ инженеров об увлекательных перспективах будущего Днепра. А затем показал инженерам старинный документ. Это была дарственная грамота Екатерины II одному из предков графов Стенбок. В ней говорилось, что ему дарится в потомственное владение на вечное пользование примыкающая к Днепру земля, вода и воздух. Граф не собирался уступать своего владения для постройки электростанции. Исследования были прекращены. Еще не отгремели бои гражданской войны, а уже по инициативе Владимира Ильича Ленина в 1920 году было принято историческое решение о постройке на днепровских порогах крупнейшей гидроэлектростанции. Строительство решало не только энергетическую проблему, но и вопрос о судоходности Днепра. В торжественной обстановке, в день десятилетия советской власти, в гранитную скалу Запорожья была врублена доска с надписью: «В 1927 году 8 ноября в день десятилетия Октябрьской революции, во исполнение заветов вождя мирового пролетариата В. И. Ленина, усилиями трудящихся масс первого в мире рабочего государства — Союза Советских Социалистических Республик — заложена правительствами СССР и УССР Днепровская гидроэлектростанция мощностью 650 тысяч лошадиных сил — мощный рычаг социалистического строительства СССР». 1 мая 1932 года Днепрогэс дал ток промышленным предприятиям Приднепровья. Построенный по проекту профессора И. Г. Александрова, энергетический гигант простирался своей железобетонной плотиной на % километра, упираясь в гранитные берега Днепра. Плотина подняла бурные днепровские воды и затопила знаменитые пороги, сделав реку судоходной от ее верховья до самого Черного моря. Гидроэлектростанция мощностью в сотни тысяч лошадиных сил обеспечила электроэнергией промышленные предприятия Украины. Разрушенная в период временной фашистской оккупации Днепровская гидроэлектростанция была восстановлена. Мощность ее сейчас значительно превосходит проектную. Построена Каховская гидроэлектростанция на Днепре. Электростанция имеет не только энергетическое значение, но и значительно улучшает судоходность реки в нижнем ее течении. Идет строительство крупных гидростанций на многих могучих реках на востоке страны. Вооруженный могучей техникой, советский народ воплощает в жизнь смелые проекты гигантских гидротехнических сооружений. РАССКАЗ О ЛЮДЯХ, КОТОРЫЕ ПОДАРИЛИ МИРУ КРЫЛЬЯ На подмосковном аэродроме, раскинув огромные серебряные крылья, выстроились десятки пассажирских и грузовых самолетов. Они полетят во все концы нашей великой Родины, через поля и леса, через реки и горы. 296
Пассажиры поднимаются к распахнутым дверцам машины по легким алюминиевым сходням. Автопогрузчики, высоко подняв тюки и ящики, подносят их к раскрытому чреву грузового самолета. Взяв разбег по бетонным дорожкам, самолеты взмывают ввысь и растворяются в просторе неба. Картина эта стала теперь такой обычной. Невольно забываешь, что современная техника авиации основана на достижениях науки, возникшей всего лишь несколько десятилетий назад. Появлению авиации предшествовала многовековая мечта о покорении воздуха. Легенды и старинные записи рассказывают, что попытки взлететь над землей делались еще в далекие времена. В дни Ивана Грозного «смерд Никитка, боярского сына Лупатова холоп», говорится в летописи, сделав крылья, летел на них в Александровской слободе при большом стечении народа. А «в 1729 году в селе Ключе, недалеко от Ряжска, кузнец, Черная гроза называвшийся, сделал крылья из проволоки... летал тако, мало дело ни высоко, ни низко...». В 1724 году фабричный приказчик Островков в селе Пехлеце, что под Рязанью, сделал себе крылья из бычьих пузырей наподобие «теремков», и «по сильному ветру подняло его выше человека и кинуло на вершину дерева». Пишут еще, что некто Карачевец в 1729 году изготовил змеи бумажные на шестиках и летал на них... За отрывочными сведениями, за полулегендами появляются, наконец, более достоверные данные, подтверждаемые документами. В 1731 году рязанский подьячий Крякутной поднялся на воздух, надув дымом большой мешок. Вот как рассказывают об этом его современники: «...фурвин сделал, как мяч большой, надул дымом поганым и вонючим, от него сделал петлю, сел в нее, и нечистая сила подняла его выше березы и после ударила его о колокольню, но он уцепился за веревку, чем звонят, и остался тако жив...» * * * «Воздухоплавание бывает и будет двух родов: одно в аэростатах, другое в аэродинамах». Второй «...род воздухоплавания обещает наибольшую будущность, дешевизну...» Так в 1878 году, до первых удачных полетов аппаратов тяжелее воздуха, писал великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев. Самолет явился результатом деятельности многих изобретателей, живших в разное время, в разных частях света. В России первым научно обосновал «аэродинамный» полет и проверил правильность своих выводов на модели, первым завершил трудный путь многих исследований — построил и испытал самолет замечательный русский изобретатель Александр Федорович Можайский (1825—1890). Зтот самолет был создан почти за двадцать лет до известных американских изобретателей братьев Райт, которым впервые удалось совершить продолжительные полеты на самолете собственной конструкции. Самоотверженная творческая жизнь Можайского раскрылась перед нами лишь в недавние годы благодаря изысканиям советских историков техники. 297
Можайский изучал работу парусов и полет птиц. Александр Федорович Можайский. -%^£34^ Александр Федорович Можайский родился в 1825 году в семье морского офицера, окончил кадетский корпус и тоже стал моряком. На морской службе и овладело Можайским горячее желание разрешить проблему воздухоплавания. Еще совсем молодым человеком он вышел в отставку. Впоследствии сын Можайского писал: «Возникновение идеи воздухоплавательного аппарата покойный Александр Федорович относил к 1855 году, приписывая ее своим наблюдениям над птицами». Можайский начал с изучения планирующего полета птиц, с того, чем занимался когда-то гениальный Леонардо да Винчи, мечтавший построить летательную машину. Исследуя строение крыльев и хвоста голубя, определяя размеры их, расположение центра тяжести птиц, настойчиво стремился Можайский вырвать у природы тайну полета. Это был правильный путь. Выдающийся немецкий планерист Лилиен- таль также успешно занимался этими работами. От изучения птиц русский исследователь перешел к опытам с искусственными крыльями — пластинками, а затем и с воздушными змеями. Здесь он достиг замечательных успехов. На огромном змее, буксируемом тройкой лошадей, он, по свидетельству очевидцев, отмечавших это событие в «Кронштадтском вестнике» за 1877—1878 годы, «...два раза поднимался в воздух и летал с комфортом». На основании многих опытов Можайский сделал заключение: «Чем больше скорость движения, тем большую тяжесть может нести та же площадь». Освоив воздушный змей, Можайский перешел к следующей ступени исследования: он создал несколько летающих моделей самолета. Эти модели предвосхитили все элементы современного самолета. Приводились они в движение воздушным винтом, вращающимся от часовой пружины. По рассказам профессора Алымова и воздухоплавателя Спицына, присутствовавших при опытах, одна из моделей «бегала и летала совершенно свободно». Она выполняла все это даже в том случае, когда на нее в качестве добавочной нагрузки клали довольно увесистый офицерский кортик. 298
Еще более высокую оценку летающей модели Можайского дал член Морского технического комитета полковник Богославский. Он писал в «Кронштадтском вестнике» в январе 1877 года: «...Изобретатель весьма верно решил давно стоящий на очереди вопрос воздухоплавания. Аппарат при помощи своих двигательных снарядов не только летает, бегает по земле, но может и плавать. Рисунок модели самолета ' тг Можайского. Быстрота полета аппарата изумительна, он не боится ни тяжести, ни ветра и способен летать в любом направлении... Опыт доказал, что существовавшие до сего времени препятствия к плаванию в воздухе блистательно побеждены нашим даровитым соотечественником. Господин Можайский совершенно верно говорит, что его аппарат при движении на всех высотах будет постоянно иметь под собой твердую почву...» После такого большого успеха с воздушным змеем и с летающей моделью Можайский решил приступить к постройке настоящего самолета и обратился для этого за помощью в военное министерство. Специальная комиссия, в составе которой был Д. И. Менделеев, рассмотрела результаты опытов Можайского с моделью. Великий ученый, не оставлявший вне поля своего внимания ни одного из значительных вопросов современной науки и техники, увлекался также и проблемами воздухоплавания. Он сразу же достойно оценил талантливые работы Можайского. Именно активное участие Менделеева в рассмотрении работ Можайского и решило дальнейшую судьбу изобретения. Принципы, положенные в основу самолета Можайского, были одобрены комиссией под настойчивым давлением Менделеева. Изобретателю отпустили некоторые средства для продолжения его работы. Можайский составил «программу опытов над моделью летательного аппарата». Эта программа свидетельствует о глубоких знаниях Можайского в новой, его трудами созданной области науки — механике полета. Программа предусматривала исследование воздушных винтов и маленьких добавочных крылышек, которые необходимы самолету для поворота и выполнения различных фигур при полетах. Программа ставила задачу изучения условий действия рулей, нагрузок на крылья и т. д. Опыт, накопленный изобретателем при работе с моделью, позволил составить ему проект будущего самолета. Достижения Можайского были столь наглядны, что в появившейся в «Кронштадтском вестнике» за 1878 год статье профессора Алымова «К вопросу о воздухоплавании» говорилось: «Аппарат г. Можайского, по крайней мере, в своем принципе составляет, по нашему мнению, громадный и окончательный шаг к разрешению великого вопроса плавания человека в воздухе по желаемому направлению и с желаемой в известных пределах скоростью... А. Ф. Можайскому принадлежит, по нашему мнению, великая заслуга решить эту задачу на практике... 299
Основанный на законах механики теоретический анализ явления, а главное — все то, что мы видели и что лично сообщено А. Ф. Можайским, заставляет нас с большой вероятностью заключать о великой будущности сделанного им применения означенного принципа...» «Одним словом, — пишет в заключение профессор Алымов, — в высшей степени желательно, чтобы по отношению к проекту Можайского были предприняты исследования... в размерах более обширных, чем какие возможны для частного лица и притом с главной целью осуществления, по нашему мнению, наиболее рационального из всех проектов воздухоплавания». Однако вторая комиссия, рассматривавшая проект Можайского, была уже другого состава. Менделеев находился в это время за границей, и члены комиссии отвергли выдающийся проект самолета, разработанный Можайским. Они предлагали переработать этот проект так, чтобы создать летательный снаряд «с подвижными крыльями, могущими изменять не только свое положение относительно гондолы, но и свою форму во время полета». Это предложение было отвергнуто изобретателем. В ответ он получил отказ в помощи. Но Можайский не сдался и продолжал работу на свои собственные средства. В 1878 году он составил окончательный проект самолета, а в 1881 году получил на него патент. В патенте значилось, что «на сие изобретение прежде сего никому другому в России привилегий выдано не было». Однако изобретения, разработанного с такой глубиной и дальновидностью, в те годы не было не только в России, но и ни в какой другой стране. Что же представлял собой самолет Можайского? О нем мы можем судить по чертежу, приложенному к привилегии. К фюзеляжу, сделанному в виде лодки, с двух сторон было приделано по широкому крылу. Сзади прикреплялся хвост, который служил одновременно вертикальным и горизонтальным рулем поворота. Самолет приводился в движение тремя винтами — передним, большим, и двумя задними, меньшего размера. Вспомогательные винты, врезанные в крылья, облегчали поворот самолета в воздухе. Две легкие паровые машины мощностью в 20 и 10 лошадиных сил приводили' винты во вращение. Машина опиралась на легкое четырехколесное шасси, служившее для разбега и посадки самолета. Проект летательной машины был создан вопреки стремлению комиссии похоронить русское изобретение. Оставалось построить самолет. Но для этого нужны были средства, и средства не малые. Можайский теперь обратился уже не в военное, а в морское министерство. Оно оказало поддержку. С удвоенной энергией изобретатель приступил к работе. Прежде всего встал вопрос о сердце летательной машины — о двигателе. Какой двигатель выбрать для самолета? Известно, что Можайский одно время интересовался нефтяным двигателем внутреннего сгорания. Конструктор летательного аппарата предвидел, что именно этого типа двигатель может быть приемлемым в авиации, — он наиболее легок. 300
Знаменательно, что Можайский не ограничивал возможное применение этого мотора. «Машины подобного устройства по мнению капитана 1-го ранга Можайского могут быть с большою выгодой употреблены для электрического освещения или для мелких судов...» — писал об этом двигателе главный инженер-механик флота в докладной записке от 14 мая 1879 года. Однако состояние техники того времени не позволило Можайскому применить подобный двигатель. Изобретатель обратился к широко освоенным паровым машинам. Он лично сконструировал несколько легких паровых машин для своего самолета. В 1882 году под Петербургом, в Красном Селе, Можайский с помощью нескольких мастеров закончил сборку самолета. Здесь после ряда доделок самолет испытывался. Анализируя испытания, конструктор увидел, что вся дальнейшая работа его должна быть теперь направлена не на поиски новых конструктивных схем летательного аппарата, а на увеличение мощности двигателей самолета и на уменьшение его веса. Изобретатель вновь спроектировал небольшую по размерам паровую машину, но уже мощностью в 50 лошадиных сил. Изготовленная Обухов- ским заводом, эта паровая машина долгие годы оставалась самой легкой. Некоторым усовершенствованиям подвергся и сам самолет. Через три года после испытания первого варианта самолета Можайский представил военному министру материалы об усовершенствованном самолете. В своем заявлении он писал: «...в скором времени мною будет представлено комиссии все требуемое для разъяснения второго проекта... Последующие мои занятия по разработке вопроса дали ряд практических выводов, представляющих возможность сделать положение теории более ясным, а вычисления более определенными». Однако второй проект изобретателю не суждено было осуществить. Здоровье Можайского, человека уже пожилого, подорванное многолетним напряженным трудом, резко ухудшилось, и он вынужден был прекратить свои работы. Вскоре он заболел воспалением легких. 20 марта 1890 года великий изобретатель скончался. Изучению проблемы воздухоплавания и изобретательской деятельности он посвятил почти тридцать лет жизни. Трудно переоценить творческий подвиг Можайского. Вспомним, в каких тяжелых условиях ему приходилось создавать свой самолет. Вспомним, что у него не было возможности пользоваться опытом других строителей аэропланов. Огромные суммы тратили за границей для постройки самолетов. Свыше миллиона франков личных денег и правительственных субсидий затратил француз Клеман Адер, когда в 1890 году — в год смерти Можайского — строил свой аэроплан «Эос». Свыше 3 тысяч рублей золотом израсходовал в 1894 году на свой самолет известный английский изобретатель и заводчик Максим. Можайский, преодолевая материальные трудности, сумел довести до конца свой замысел. Огромная воля, горячий патриотизм, вера в свое дело помогли сделать реальной мечту изобретателя о свободном полете. 301
Чертеж к расчетам, в которых Жуковский теоретически предсказал возможность выполнения в воздухе «мертвой петли». Николай Егорович Жуковский. Авиация сделала свои первые шаги, но не было еще авиационной науки. После смерти Можайского его теоретические исследования не были продолжены и, как правило, первые самолеты строили, исходя в основном из опыта, не рискуя вводить в это дело какие-либо точные математические расчеты, выкладки и исследования. Были и противники теории. «Аэродинамика, бесспорно, есть наука, основанная на опыте. Нет ничего более опасного, как применять математический аппарат с целью достичь построения этих законов»,— писал в начале нашего века директор одной из известнейших зарубежных летных школ. И вот в России нашелся человек, который вопреки этим предостережениям, развивая работы своих предшественников, создал стройную- математическую теорию авиации. Этим революционером науки был Николай Егорович Жуковский (1847—1921). Он научно осмыслил и математически проанализировал теорию главнейших элементов самолета —крыла и воздушного винта. Его работы существенно обогатили аэродинамику, основы которой были заложены еще трудами Ломоносова, Эйлера, Бернулли, Лилиенталя, Можайского, Циолковского. Аэродинамика после Н. Е. Жуковского стала наукой, которая творчески сочетала теоретические знания с практическими опытами, поставленными в специальной аэродинамической лаборатории. Прежде чем рассказать о Жуковском, следует несколько слов посвятить его предшественникам — создателям экспериментальной аэродинамики. В середине прошлого века русский моряк-изобретатель Черносвитов, увлеченный проблемами воздухоплавания, составил проект воздушного корабля. Из его работ практический интерес представляют для нас опыты по испытанию модели воздушного корабля. Подобно испытанию маленьких моделей судов в водном бассейне, изобретатель испытывал движение модели своего корабля в воздушной среде. Его аэродинамические испытания наряду с опытами Можайского были первыми серьезными работами в данном направлении. Однако производить измерения на движущейся в воздухе модели оказалось сложно. Поэтому мысль ученых пошла по иному пути. Надо заставить двигаться воздушную струю, а модель вместе со всей измерительной аппаратурой оставить неподвижной. Так ученые подошли к мысли о создании аэродинамической трубы. 302
Аэродинамическая труба для практического исследования поведения элементов самолета в воздушной струе была построена знаменитым ученым К. Э. Циолковским, с работой которого по созданию реактивного двигателя мы уже ознакомились. С 1887 года Циолковский начал систематические исследования моделей своего дирижабля в воздушной струе. В начале использовался ветер. Однако сила его и направление были слишком изменчивы, а скорость недостаточна. Тогда Циолковский задумал создать искусственный ветер — «воздуходувку», — это и был прообраз современной аэродинамической трубы по испытанию моделей. Многолопастный вентилятор был установлен в направляющей трубе. Действовавший наподобие веялки, он приводился в движение падением тяжелого груза с помощью веревки, которая наматывалась предварительно на ось вентилятора. У горловины вентилятора за специальной решеткой, выпрямлявшей воздушные струи, устанавливалась продуваемая модель. Она свободно плавала на поплавке в вагончике с водой и была связана с маятником, показывающим усилия, возникающие на модели при ее продувке. Эта аэродинамическая труба позволила ученому провести целый ряд интереснейших исследований. Они были обобщены в научной статье «Давление воздуха на поверхности, введенные в искусственный воздушный поток», впервые напечатанной в «Вестнике опытной физики». Работа была высоко оценена Академией наук. Многолетние аэродинамические исследования помогли Циолковскому еще в 1895 году создать совершенный проект аэроплана. По рисункам из сочинения «Аэроплан, или птицеподобная машина» мы видим, как удивительно точно предугадал форму будущего самолета выдающийся ученый. Обтекаемый фюзеляж с мотором и винтом, расположенным спереди, и хвостовым оперением поддерживается крылом также весьма совершенной формы. Влияние аэродинамических исследований Циолковского на конструкцию этого самолета не подлежит никакому сомнению. Как видим, с давних пор теория и практика аэродинамики в нашей стране шла рука об руку. Наиболее яркий пример тому — плодотворнейшая деятельность Николая Егоровича Жуковского. Начав свои научные работы с гидродинамики — науки, изучающей движение жидкостей, Жуковский вскоре переключил свое внимание на вопросы движения воздушных струй. Первая его работа «К теории летания», опубликованная в 1890 году, была посвящена теории создания подъемной силы крыла. Появившаяся в следующем году работа «О парении птиц» также имела важное значение, хотя внешне касалась как будто частной проблемы. Оценивая эту работу сейчас, более чем через шестьдесят лет после ее опубликования, выдающийся специалист в области самолетостроения, заслуженный деятель науки и техники В. С. Пышнов говорит: «В работе Жуковского «О парении птиц» птица, собственно, является наименованием летящего объекта, и если слово «птица» заменить словом «планер» или «самолет», ничего в сущности вопроса не изменится». Анализируя способность птиц держаться в воздухе с распростертыми крыльями, ученый предопределил возможность создания планера, воз- 303
можность выполнения им «мертвой петли». И когда через двадцать с лишним лет русский военный летчик Нестеров впервые в мире сделал на своем самолете «петлю Нестерова», он реально доказал правильность научных предвидений великого ученого. Однако едва ли не самым значительным для авиационной науки открытием Н. Е. Жуковского явилась его работа о крыле, названная им «О присоединенных вихрях» и опубликованная в 1906 году. Ученый открыл «тайну крыла» — объяснил и дал метод расчета подъемной силы крыла, той силы, которая держит самолет в воздухе. Жуковский пересмотрел господствовавшее мнение Ньютона, который считал, что подъемная сила в воздухе создается якобы ударами движущихся частиц о преграду на их пути и зависит, таким образом, лишь от наклона крыла. Это мнение было ошибочно, так как давало совершенно неверное представление о механике полета. Жуковский, опираясь на работы петербургского академика Даниила Бернулли о движении жидкости, проведенные еще в XVIII веке, развив и углубив это учение, применил законы гидродинамики к движению крыла в воздушной струе. Он установил, что подъемная сила крыла возникает не в результате удара воздушной струи о наклонное крыло, а является результатом разницы в скорости движения воздуха над крылом и под крылом. Скорость воздуха над верхней, выпуклой, поверхностью крыла больше, чем под нижней, плоской, поэтому давление воздуха снизу на крыло> получается больше, чем сверху. Разность давлений снизу и сверху крыла и создает подъемную силу, которая удерживает самолет в воздухе. В чем же состояла сущность знаменитой теории Жуковского «О присоединенных вихрях»? Ученый обратил внимание на то, что узкая пластинка при своем падении обязательно вращается и падает не отвесно, а планируя, по наклону. Для всякого планирования, как известно, необходимо наличие подъемной силы. Поскольку пластинка вращается, думал Жуковский, значит в воздушном потоке создается вихрь. Таким образом, подъемная сила связана с образованием вихря, а воздействие на воздушный поток крыла, обладающего подъемной силой, видимо, соответствует воздействию вихря. Из этого ученый сделал исключительно важный вывод: при теоретических расчетах крыло может быть заменено так называемым присоединенным вихрем, значение которого легко может быть выражено языком математики. Таким образом, при всех расчетах подъемная сила крыла, замененная соответствующим вихрем, представлялась теперь весьма простой в математическом отношении. Эта замечательная теория, широко используемая и в наши дни, позволила Жуковскому с помощью математики создать теоретическую форму профиля крыла. Жуковский не замедлил приложить свою теорию к практике. Нет в мире человека, который, зная хоть немного авиацию, не слышал бы о крыле «профиля Жуковского»* Но крыло лишь держит самолет в воздухе, а несет его вперед воздушный винт. После ряда исследований Жуковский создал свою знаменитую «вихревую теорию воздушного винта». Эта теория, дающая анализ условий работы винта самолета, позволила создать отечественные винты более выгодные, чем винты иностранных фирм. Русские 304
винты «НЕЖ», названные так по инициалам их создателя — Николая Егоровича Жуковского, намного превзошли существовавшие винты иностранных образцов. Замечательный путь прошел великий русский ученый, исследователь и теоретик. Необозрим круг вопросов, которыми он занимался, которые он талантливо популяризировал в литературе, в докладах, лекциях. В 1902 году Н. Е. Жуковскихм была построена аэродинамическая труба для исследования моделей самолетов в воздушном потоке. Аэродинамические лаборатории, организованные им при Московском университете и при Московском высшем техническом училище, отличались высоким совершенством. Сергей Алексеевич Чаплыгин. Жуковский явился также инициатором создания кружков любителей воздухоплавания. Из состава этих кружков вышли впоследствии ведущие советские самолетостроители. «Отцом русской авиации» назвал Жуковского Владимир Ильич Ленин, ценивший высоко его научную деятельность. Из плеяды талантливых учеников Жуковского самым выдающимся продолжателем его дела был Сергей Алексеевич Чаплыгин (1869—1942). Талантливый исследователь, Чаплыгин в своих теоретических работах по различным вопросам авиации смотрел далеко вперед. Только сейчас, когда авиация вплотную подошла к осуществлению полета со сверхзвуковой скоростью, полностью раскрылось все великое практическое значение его ранних исследований. В самом начале нашего века, когда скорости самолета были еще так незначительны, что всерьез устраивались даже соревнования между аэропланом и паровозом, молодой ученый предвидел пору сверхскоростных самолетов. Чаплыгин установил, что в основе движения таких самолетов будут лежать уже совсем иные законы, чем те, с которыми встречались исследователи на заре авиации. Так, при небольших и средних скоростях полет самолета подчинен законам гидродинамики; воздух при расчетах можно считать несжимаемым, подобно жидкости. С дальнейшим же увеличением скорости полета, доказывал Чаплыгин, необходимо будет учитывать сжимаемость воздуха, и строители самолетов должны будут отказаться от гидродинамической теории полета и руководствоваться другими законами. Эти новые законы теоретически и вывел Чаплыгин. Летом 1901 года он писал свою докторскую диссертацию «О газовых струях». Вопросы, которые разрешал ученый, касались так называемых критических скоростей движения тела в воздушной среде — скоростей, близких к скорости звука, то есть 1 200 километров в час. 20 Рассказы 305
Известно, что знаменитый биолог К. А. Тимирязев подошел после защиты диссертации к Чаплыгину и, поздравляя его, сказал: — Я не понимаю всех деталей вашего исследования, которое лежит далеко от моей специальности, но я вижу, что оно представляет вклад с науку исключительной глубины и ценности! Эти слова оказались пророческими. Значение талантливой теоретической работы Чаплыгина с исключительным блеском раскрылось всему миру значительно позднее, когда авиация подступила к высоким скоростям. С годами значение работ Чаплыгина все более росло. Даже в 1936 году международная конференция по скоростной авиации лучшим теоретическим трудом признала работу Чаплыгина, опубликованную им в 1903 году. Работая вместе с Жуковским, Чаплыгин дополнял и развивал его теорию крыла. Об этом говорят опубликованная в 1914 году «Теория решетчатого крыла» и напечатанная в 1921 году «Схематическая теория разрезного крыла». Когда-то бывшее лишь грубым подобием птичьего крыла, крыло современного самолета приобрело исключительную управляемость, — оно обросло теперь системой подкрылков, закрылков и щитков, необходимых для взлета и посадки скоростных машин. В основу конструкции современного сложного крыла самолета легли теоретические изыскания отца русской авиации Жуковского и продолжателя его дела Чаплыгина. Дальнейшее развитие отечественной авиационной науки шло в творческом союзе теории и практики. Чисто теоретические вопросы, решенные учеными, немедленно находили воплощение в конструкциях самолетов. Новые типы самолетов, аэропланных винтов, двигателей, тех или иных деталей воздушного корабля, созданные в русских лабораториях и мастерских, впоследствии прочно входили в конструкции самолетов и других стран мира. В годы, когда все самолетостроительные фирмы производили только легкие одномоторные аэропланы, в России был создан воздушный гигант — четырехмоторный самолет. Машины этого типа изготовлялись тогда даже серийно — настолько удачно была разработана их конструкция. В последующем своем развитии тяжелая авиация заимствовала русский опыт. Четырехмоторный самолет «Русский витязь», построенный Русско- Балтийским заводом весной 1913 года, показал хорошие летные качества. При размахе крыльев в 27 метров и общей мощности моторов в 400 лошадиных сил он мог поднимать до полутора тонн полезного груза — нагрузка для того времени невиданная. Выпущенный в том же году воздушный гигант «Илья Муромец» был еще более удачной конструкции. Его уже отмечали черты комфорта современных пассажирских самолетов. Каюты отоплялись отходящими газами, в самолете имелось электрическое освещение. 306
При первых же испытаниях воздушный гигант побил все существовавшие мировые рекорды. Самолет поднимал шестнадцать пассажиров, кроме экипажа в несколько человек. Длительность пребывания его в воздухе достигла шести с половиной часов. В заключение испытаний он совершил блестящий перелет из Петербурга в Киев (1 200 километров). Отметим, что в это время наиболее опытные зарубежные кон- Первый многомоторный самолет структоры — БлерИО, Кертисс, Соп- «Илья Муромец». вич — работали над двухмоторными самолетами. При конструировании самолетов даже в 20-х годах во многом копировали «Илью Муромца», настолько он был совершенен по своим техническим качествам. Еще более удачно был сконструирован инженером Слесаревым построенный в 1916 году воздушный гигант «Святогор», самый крупный по тому времени самолет. Модель самолета была предварительно испытана Жуковским в аэродинамической трубе, что, кстати говоря, было первым испытанием подобного рода. В начале 1911 года над проектом летающей лодки успешно работал И. С. Костович, выдающийся изобретатель, уже известный читателю по главе «Создатели двигателей». Дмитрий Павлович Григорович, известный русский конструктор, построил целое семейство летающих лодок-самолетов, садящихся непосредственно на воду. Зимой 1909 года студент Московского высшего технического училища Юрий Кремп уже совершал взлеты на самолете, оборудованном лыжами. Опыты с самолетными лыжами в следующем году проводились в Севастопольской авиационной школе. Наиболее совершенными оказались лыжи, созданные несколько позже Н. Р. Лобановым. В 1913 году он сконструировал самолетные лыжи обтекаемой формы, названные им «снеголетами». Они получили высокую оценку Н. Е. Жуковского. * * * Творчество русских создателей в основу мирового самолетостроения крупнейший ученый А. Н. Крылов: «Теория и способ расчета этого механизма, который человечество искало с легендарных времен Икара, в значительной мере принадлежит Н. Е. Жуковскому и С. А. Чаплыгину. Имена Чаплыгина и Жуковского не замалчивают, да и трудно замолчать, когда все 191 тысяча аэропланов, действовавших в (первую) мировую войну, летали на крыльям, форма, профиль, теория и расчет которых были даны Чаплыгиным». авиационной науки прочно легло . Прекрасно об этом сказал наш Воздушный гигант «Святогор». 20* 307
Великая Октябрьская социалистическая революция раскрыла перед учеными широчайшие перспективы. Жуковский и Чаплыгин были поставлены во главе известного всему миру Центрального аэрогидродинамического института — ЦАГИ. Организованный по указанию В. И. Ленина в 1918 году, этот институт стал колыбелью советской авиационной науки, школой воспитания научных кадров аэродинамиков. После смерти Жуковского в марте 1921 года работу по расширению института продолжал С. А. Чаплыгин. Он сделал очень много для строительства воздушного флота. Советское правительство высоко оценило его заслуги, присвоив ученому звание Героя Социалистического Труда. Чаплыгин умер в 1942 году, оставив после себя целую плеяду талантливейших учеников. С первых дней организации ЦАГИ в этом институте работал выдающийся советский ученый В. П. Ветчинкин, продолжатель дела Жуковского и товарищ Чаплыгина. Занимаясь проблемами воздушных винтов, прочности самолета, динамики полета, Ветчинкин разработал важные вопросы современной авиации. Интересны и плодотворны работы Ветчинкина также и в области создания практически применимых в народном хозяйстве ветродвигателей. В нашей стране и за рубежом хорошо известны имена советских ученых-аэродинамиков: академиков Христиановича, Келдыша, Некрасова и других. Огромный вклад внесли в развитие авиации и замечательные советские конструкторы и моторостроители: Туполев, Петляков, Яковлев, Ильюшин, Микоян, Лавочкин, Мясищев, Климов, Швецов и другие. Мощность современной авиации необычайно возросла. Если когда-то самолеты летали с моторчиком в два десятка лошадиных сил, который «сидел» у летчика за спиной, то для современного самолета двигатель мощностью в тысячи лошадиных сил является обычным. Советские самолеты, оборудованные тысячесильными моторами, служат быстрым и надежным средством перевозки пассажиров и грузов. Тысячи километров пролетают без посадки советские серийные машины, — это свидетельствует о высоком качестве их двигателей, о конструктивных достоинствах советских самолетов. Видное место в советской авиационной технике занимает реактивная авиация. Впервые совершил полеты на реактивном самолете советский летчик Бахчиванджи. Наши летчики первыми освоили и высший групповой пилотаж на реактивных самолетах. Гордость советского реактивного самолетостроения — пассажирский самолет ТУ-104 по праву завоевал всемирное признание. Уже много столиц мира рукоплескали быстроходному самолету-красавцу. Его новый вариант — еще более поместительная машина для дальних перелетов. Работая рука об руку с теоретиками авиации, советские конструкторы создают самолеты, которые отвечают генеральному направлению развития советской авиации. 308
О ТРАНСПОРТЕ БУДУЩЕГО Стремительно развивается техника. Всего лишь сто с небольшим лет назад на Урале задымил паровоз русских механиков Черепановых. А сейчас по стальным магистралям мчатся современные локомотивы, перевозящие тысячетонные железнодорожные составы! Около семидесяти лет назад в Красном Селе, под Петербургом, испытывался самолет Можайского, а с какой фантастической скоростью рассекают воздух сегодняшние реактивные самолеты! То же можно сказать о пароходах, об автомобилях... Заглянем в ближайшее будущее. Скоро по рельсам новых стальных путей помчатся пассажирские поезда, автомотрисы и электровозы со скоростью, значительно превышающей 100 километров в час. Тепловозы и электровозы нового типа поведут многотысячетонные составы. Широкие двойные полосы автомагистралей, разделенные зелеными насаждениями, лишенные пересечений, оборудованные путепроводами и разъездами, примут потоки скоростных автомашин и грузовых автопоездов весом до 100 тонн. Новые каналы пересекут просторы нашей Родины, намного сокращая водные пути. По ним поплывут корабли, глиссеры и электроходы. Огромные реактивные самолеты, вмещающие по 100 и 200 пассажиров, будут перебрасывать людей во все концы страны. Канатные дороги протянутся к вершинам Кавказа и Памира, позволяя добывать полезные ископаемые в недоступных ранее высокогорных районах. Увлекательно будущее транспорта, черты которого мы уже видим сегодня. У истоков рождения некоторых видов транспорта будущего стояли наши соотечественники — изобретатели, ученые, мастера... Некоторые изобретения, на основе которых, возможно, пойдет дальнейшее развитие транспорта, были совершены в далеком прошлом, — возьмем, например, вертолет, или геликоптер, — летательный аппарат тяжелее воздуха, с воздушным винтом, расположенным не вертикально, как у самолетов, а горизонтально. Большое достоинство этих машин в том, что они не нуждаются в предварительном разбеге для взлета и, следовательно, в специальных посадочных площадках и аэродромах. Особая конструкция винта позволяет геликоптеру прямо с места подниматься в воздух. Конструктивные особенности дают возможность аппарату неподвижно парить в воздухе, а в случае остановки моторов не падать, а плавно спускаться на винте, подобно крылатому семечку клена. Геликоптер конструкции Б. Н. Юрьева. Аэродромная машина Ломоносова. 309
Впервые идею создания такого летательного аппарата мы встречаем в набросках Леонардо да Винчи. Свое дальнейшее развитие она получила в трудах М. В. Ломоносова. 4 февраля 1754 года великий ученый доложил Петербургской Академии наук о своем проекте машины, которая могла бы подымать в Еерхние слои атмосферы различные метеорологические приборы. Эту машину поручили изготовить в мастерских академии. Вскоре машина была создана и испытана. В записях Академии наук так рассказывается об этом событии: «Советник Ломоносов показал машину, названную им аэродромной, выдуманную им и имеющую назначением при помощи крыльев, приводимых в движение горизонтально, в разные стороны заведенной часовой пружиной, сжимать воздух и подниматься в верхние слои атмосферы... Машина была подвешена на веревке, перекинутой через два блока, и грузами, подвешенными к другому концу канатика, поддерживалась в равновесии. При заведенной пружине она быстро поднималась наверх и, таким образом, обещала желаемое действие». Ломоносовский замысел развивали многие русские изобретатели. Следует остановиться на работе А. Н. Лодыгина, известного читателю изобретателя электрической лампы накаливания. В 1869 году Лодыгин, занявшись проектированием геликоптера, писал: «Если в какой-либо массе приложить работу Архимедова винта и когда сила винта будет более тяжести массы, то масса двинется по направлению силы». Геликоптер Лодыгина должен был иметь два воздушных винта, приводимых в действие электродвигателями: горизонтальный — для подъема и вертикальный — для передвижения. Интересный проект Лодыгина не был окончательно завершен. В перечне имен русских изобретателей, занимавшихся конструированием вертолета, стоят имена известного ученого М. А. Рыкачева (1840— 1919), работавшего в конце прошлого века, и ученика Н. Е. Жуковского — Бориса Николаевича Юрьева, впервые решившего эту работу конструктивно правильно. Конструирование геликоптера Б. Н. Юрьев, впоследствии академик, начал в 1909 году. Вскоре после этого силами студенческого «воздухоплавательного кружка», руководимого Жуковским, геликоптер Юрьева был построен и демонстрировался на Международной авиационной .выставке 1912 года, где Юрьев получил за него золотую медаль. Простота устройства сочеталась в этом создании русского инженера с остроумным решением сложных конструктивных вопросов. Так, большой горизонтальный винт, при помощи которого машина должна была подниматься в воздух, был оборудован специальным устройством— автоматом-перекосом, необходимым для управления машиной и для придания ей устойчивости. Сейчас все вертолеты в мире снабжены этим за- Советский геликоптер «ЦАГИ-ЗА-1». 310
мечательным приспособлением, служащим своеобразным рулем высоты и поворота машины, а также и автоматическим регулятором устойчивости аппарата в воздухе. Так как при вращении винта сам геликоптер по закону противодействия стремится повернуться в обратную сторону, Юрьев предусмотрел маленький вертикальный винт на хвосте машины. Он должен создавать обратное усилие, препятствующее повороту геликоптера. Первая мировая война помешала довести до совершенства замечательное изобретение Юрьева. После Октябрьской революции конструированием геликоптеров занялся Центральный аэрогидродинамический институт. Здесь в 1930 году был построен геликоптер «ЦАГИ-ЗА-1» — действительно летавший геликоптер. Все заграничные модели геликоптеров, созданные к тому времени, еще не летали, — они могли лишь подпрыгивать. Еще через несколько лет советским инженером Братухиным при участии академика Юрьева был создан двухвинтовой вертолет. Советские инженеры постоянно совершенствуют конструкцию вертолета, создают новые разновидности этого летательного аппарата. Так, на одном из авиационных праздников были продемонстрированы многоместный двухвинтовой вертолет-вагон, средние одновинтовые и сверхлегкие воздушные мотоциклы — вертолеты-малютки, рассчитанные на одного человека. Вертолеты обслуживают и наше сельское хозяйство и экспедиции. Они используются даже в районе Северного полюса на дрейфующих полярных станциях и в работах советской экспедиций в Антарктиде. Можно твердо сказать, что недалеко то время, когда, подобно автомобилю, вертолеты станут одним из распространенных средств передвижения в наших селах и городах. Легкие, как стрекозы, машины могут взлетать и с плоской крыши дома и с маленькой лесной полянки. Эти аппараты способны приземляться и на лужайке и в узком горном ущелье. Двухвинтовой геликоптер «Омега». Большое будущее принадлежит электротранспорту. Этот удобный и экономичный вид транспорта получает сейчас широкое распространение. Усилия советских изобретателей направлены к тому, чтобы сделать его еще более удобным, экономичным и технически совершенным. На протяжении длительного периода времени многими изобретателями делались попытки увеличить скорость движения, использовав вместо рельсового пути, уложенного на земле, подвесную железную дорогу с электротягой. Эта проблема интересует инженеров и в наши дни. Создание подвесной дороги в России относится к середине 30-х годов прошлого столетия. Московский мастер-изобретатель Иван Кириллович Эльманов с 1835 года, на протяжении нескольких лет, занимался усовершенствованием изобретенной им «дороги на столбах». Сущность Дорога на столбах конструкции Эльманова.
проекта сводилась к следующему. На столбах были укреплены два непрерывных бруса, между которыми через определенные промежутки устанавливались чугунные колеса — катки диаметром около 70 сантиметров. По этим каткам должна была скользить своим килем повозка, которая как бы оседлывала дорогу на столбах. По расчетам изобретателя, по дороге его конструкции при перевозке груза одна лошадь могла заменить силу 16 лошадей. Проектом Эльманова заинтересовались многие. Под Москвой в селе Мячикове изобретатель, поддержанный местными купцами, построил свою дорогу. Модель этой дороги была показана в следующемх году на выставке в Москве. Подобные дороги предполагалось строить для вывозки соли в Крыму и золотоносного песка в Енисейской губернии.- Почувствовав выгодность затеваемого дела, спекулянт и заводчик князь Белосельский-Белозерский задумал перехватить изобретение. Внеся небольшие изменения в конструкцию, он запатентовал дорогу на столбах под своим именем. Однако не довел до конца дело и погубил начинание Эльманова. Шли годы, а мысль об устройстве подвесной дороги не оставляла изобретателей. Известный читателю из раздела «Предки автомобиля» изобретатель И. В. Романов демонстрировал в 1897 году в зале Петербургского сельскохозяйственного музея модель электрической подвесной дороги. При включении электротока легкий вагончик поднимался по наклонному спиральному пути. Через два года подвесная железная дорога была построена в Гатчине. По одному рельсу, укрепленному на металлической ферме, двигался подвесной вагон, рассчитанный на несколько пассажиров. При длине участка в 100 саженей со многими поворотами нагруженный электрический вагон, весивший около 200 пудов, передвигался довольно быстро. Успех этой дороги был столь значительным, что инженером К. Н. Кашкиным был подготовлен даже проект подвесной дороги из Петербурга в Москву. Подвесные электрические дороги, возможно, найдут применение в будущем, ♦ ♦ * В современном электротранспорте сложным и далеко не разрешенным вопросом признают систему питания электродвигателя. Энергия для него передается по проводам, а это и неудобно и дорого. ...Представим себе улицу города, где электричество для питания двигателей можно передавать без всяких проводов. Нет шума моторов — неслышные, легко управляемые автобусы, автомобили, мотоциклы беззвучно скользят по глади асфальта. О такой бесконтактной передаче энергии мечтали изобретатели чуть ли не с первых дней использования электричества для нужд транспорта. Советский ученый, доктор технических наук Г. И. Бабат технически разрешил возможность передачи электроэнергии без проводов на расстояние в несколько метров для питания двигателей нового вида электротранспорта, так называемого высокочастотного транспорта. Его проект состоит в следующем. 312
Под дорогой на небольшой глубине закладываются проводники, по которым от специальной электростанции пропускается ток частотой в несколько десятков тысяч колебаний в секунду. Этот ток создает над дорогой электромагнитное поле высокой частоты. Антенна едущего по дороге экипажа улавливает эту энергию, которая превращается в обычный электрический ток, питающий электродвигатель. Энергия как бы «разлита» по улице, и транспорт как бы черпает ее. Этот интересный замысел был осуществлен на практике несколько лет назад. На одном из московских заводов построили линию высокочастотного транспорта. Мотор грузовой тележки, двигавшейся по такой магистрали, получал электроэнергию без проводов. Пройдут годы, возможно, и высокочастотный транспорт займет свое место в городах нашей Родины. Константин Эдуардович Циолковский. Современная реактивная техника все ближе подходит к осуществлению вековой мечты человека — космического корабля. Уже нетрудно сказать, когда состоится первый межпланетный полет. В том, что полет возможен, убеждает вся история развития науки о космонавтике. Напомним слова, сказанные академиком С. И. Вавиловым: «Полеты на луну из ведения писателей фантастических романов, возможно, скоро перейдут в более ответственное ведение инженеров». Фундамент науки о космическом транспорте заложен великим русским ученым Константином Эдуардовичем Циолковским. То, о чем смели только мечтать, Циолковский сделал точной наукой. Он создал учение о ракете как о средстве транспорта, которое поможет человеку не только преодолевать расстояния, но и победить силу притяжения Земли. В рукописи «Свободное пространство», найденной в архивах ученого, датированной 1883 годом, впервые указывалось на применение ракетного принципа для движения в межпланетном пространстве. Более подробно вопросы, связанные с межпланетными путешествиями, разрабатывались Циолковским в продолжение всей его жизни. Как мы уже упоминали, в 1903 году Циолковский в журнале «Научное обозрение» опубликовал работу «Исследование мировых пространств реактивными приборами», в которой не только научно доказал возможность полета в межпланетном пространстве, но и разработал проект первого ракетоплана. 313 Схема космической ракеты Циолковского.
Ракетоплан Циолковского представлял собой снаряд сигарообразной формы, в головной части которого находилась кабина путешественников. Весь остальной объем его должен был заполняться жидким водородом и жидким кислородом, заключенными в раздельных резервуарах. Для своего ракетоплана Циолковский разработал в главных чертах проект жидкостного реактивного двигателя, с которым мы уже знакомили читателя. Подобный двигатель широко применяется в наши дни. Ученый указал также способы подачи топлива и охлаждения двигателя. Разрабатывая конструкцию ракеты, Циолковский писал о том, как ею управлять в полете и при спуске на землю. Смело представляя себе грядущее, Циолковский исследовал способы и условия старта межпланетного корабля, условия жизни человека в межпланетной ракете. Более того, он предложил аппараты для тренировки будущих межпланетных путешественников: гигантскую центробежную машину для искусственного создания ускорений и падающую камеру, позволяющую привыкнуть к невесомости. Вращающаяся лаборатория должна была иметь форму огромной круглой чаши. При ее равномерном вращении центробежная сила стала бы создавать у людей, находящихся в лаборатории, перегрузку, с которой им придется встречаться при огромных ускорениях ракет. Ученый выдвинул идею «многоступенчатой ракеты», составленной из ряда ракет, работающих поочередно и отпадающих по мере израсходования горючего. Такая цепь ракет нужна для того, чтобы сообщить последней из них ту скорость, которая необходима для полета в межпланетном пространстве. Циолковский высказал мысль и о постройке внеземной станции. Созданная из отдельных частей-ракет, выпущенных с Земли и вращающихся вокруг нее со скоростью около 8 километров в секунду, станция, естественно, стала бы постоянным спутником нашей планеты, ее искусственной луной. Она служила бы «пересадочным пунктом» для межпланетных путешественников. Ученый подробно рассматривает условия жизни на искусственном спутнике, связь его с Землей, обеспечение энергией. Он говорит о необходимости создания искусственной тяжести на спутнике путем его вращения, говорит об устройстве оранжерей с растениями для очищения воздуха в помещениях искусственной планеты. В своих проектах, выдвинутых почти полвека назад, Циолковский был настолько дальновидным, что только сейчас мы понимаем всю глубину идей великого ученого. На десятилетия опередил он работы других ученых. Через девять лет после Циолковского во Франции ученым Эно-Пельтри был прочитан доклад о возможности межпланетных полетов. В 1919 году, то есть шестнадцать лет спустя после появления труда Циолковского, в «Известиях Смитсонианского института» было опубликовано исследование американского ученого Годдара «Способ Эскиз космического ракетного поезда, сделанный Циолковским. 314
достижения крайних высот». Через двадцать лет после опубликования работ русского ученого вышла в Германии книга Оберта о космонавтике. Прочитав книгу Оберта, Циолковский написал: «У Оберта много сходства с моим «Вне Земли»: скафандры, сложная ракета, привязка на цепочку людей и предметов, черное небо, немерцающие звезды, зеркало в мировом пространстве, световая сигнализация, база вне Земли, путешествие с нее дальше, огибание Луны; даже масса ракеты, поднимающей людей — 300 тонн, как у меня». Признавая Циолковского патриархом звездоплавания, профессор Обёрт писал: «Вы зажгли свет, и мы будем работать, пока величайшая мечта человечества не осуществится...» Великий русский ученый видел трудности, вставшие на его пути, но он верил в их преодоление. «Нужно сознаться, — писал он, — что безмерны трудности получения космических скоростей и полета за атмосферу. Но что этого можно достигнуть, в том нельзя сомневаться: все данные науки за это. Вопрос только во времени». Циолковский видел путь, по которому пойдет человечество, овладевая мировым пространством. «Сначала будут полеты в стратосфере, — писал он. — Затем удаление от нее на лунную орбиту. В конце концов человечество будет путешествовать в солнечной системе. Рано или поздно победа будет одержана». В 1935 году Циолковский говорил о том, что только при советской власти была ему оказана действенная помощь, а забота партии и любовь народных масс дали силы продолжать работу, уже будучи больным. «Все свои труды по авиации, ракетоплаванию и межпланетным сообщениям, — писал Циолковский, — передаю партии большевиков и Советской власти — подлинным руководителям прогресса человеческой культуры. Уверен, что они успешно закончат эти труды». Циолковский не ошибся. Он передал свое наследство в верные руки. Идеи Циолковского о космических путешествиях плодотворно развиваются его последователями. Интересное нововведение разработал советский инженер Ф.. А. Цандер. Для экономии горючего он рекомендовал использовать в качестве топлива отдельные металлические части ракеты — освободившиеся баки и т. п. Металл, превращенный в порошок и смешанный с горючим, образует суспензию, обладающую высокой теплотворной способностью. Тем самым ракета освобождается от части мертвого веса и получает скорость, достаточную для межпланетного полета. Инженер М. К. Тихонравов предложил использовать для полета в межпланетном пространстве солнечную энергию. С помощью фотоэлементов, превращая световую энергию в электричество, можно разбить электротоком молекулу водорода на атомы. Одноатомный водород, будучи нестойким, при превращении в обычный двухатомный водород выделяет большое количество тепловой энергии. Этого тепла достаточно для сообщения частицам водорода большой скорости истечения. Многим обогатил идеи Циолковского советский инженер Ю. В. Кондратюк. Он изучил вопрос об использовании в качестве окислителя в двигателе ракеты озона, молекула которого состоит из трех, а не из двух, как г>15
обычно, атомов кислорода. Такой окислитель значительно выгоднее. Представляют интерес работы Кондратюка по конструированию ракет, созданию посадочного ракетного планера и постройке внеземной станции. Ученым оригинально разработаны вопросы, связанные с обеспечением нормальной жизни на будущих искусственных спутниках Земли, продумана и техника связи с Землей. На памятнике Константину Эдуардовичу Циолковскому начертаны слова, сказанные им еще на заре науки о космонавтике: «Человечество не останется вечно на Земле. Но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство». Освоение космоса пойдет путем, намеченным Циолкойским и его последователями.
ДЛЯ ЗАЩИТЫ РОДИНЫ На протяжении многих веков нашему народу неоднократно приходилось отстаивать свободу и независимость Родины от иноземных захватчиков. В борьбе с врагами Отечества в разные времена русский народ выдвигал из своей среды гениальных полководцев, имена которых известны всему миру и стали национальной гордостью нашего народа. Но наряду с выдающимися полководцами, опиравшимися на мужество и воинское уменье народа, победам нашей страны способствовали и талантливые творцы оружия. Русские мастера-умельцы, инженеры, ученые в трудные для Отечества годы отдавали все свои знания, свой талант делу защиты Родины. Горячая любовь к Отчизне воодушевляла их на создание замечательных образцов вооружения. „БОГ ВОЙНЫ" С древних времен ведущее место в русской армии занимала артиллерия. Старинные записи говорят о том, что пушки и порох на Руси были известны многие сотни лет назад. Так, Ипатьевская летопись, относящаяся к 1261—1291 годам, свидетельствует, что в России уже тогда были огнестрельные орудия: «самострелы», «тюфяки», «пускачи» и «пушки». О том, что в нашей стране в последние годы княжения Димитрия Донского войска были вооружены пушками, повествует также и Голи- цынская летопись. На стенах Москвы уже в 1382 году стояли — и стояли давно — так называемые «тюфяки», огнестрельные орудия. Залпы этих пушек гремели с московских стен, когда боевые «наряды» — так называлась тогда артиллерия — обороняли столицу «огненной стрельбой» от нашествия войск хана Тохтамыша, 317
О том, какой была русская артиллерия в те далекие времена, свидетельствуют археологические находки. Свыше ста лет назад на Дону было найдено старинное орудие. Ученые относят его к XIV—XV векам. Ствол пушки кованый, скрепленный для прочности железными кольцами. Лафетом служила массивная дубовая колода. Но что самое интересное — заряжалась эта пушка не с дула, а, подобно современным орудиям, с казенной части. Здесь было расположено специальное устройство, запиравшее канал ствола во время выстрела. Ныне эта русская пушка, одна из немногих, сохранившихся от тех далеких времен, находится в Ленинградском артиллерийском музее. Археологические находки дают возможность представить широкий размах, который получило производство пушек в нашей стране в древности. В районе Устюжны Железнопольской, — а это один из важнейших металлообрабатывающих центров нашей страны, — найдено около тридцати орудий, относящихся к XV веку. Исследователи установили, что, создавая эти орудия, русские мастера сваривали проковкой железные полосы между собой, получалась труба — ствол, на который насаживали потом для прочности железные кольца. В XV веке в нашей стране производилась и отливка орудий. Это производство наладили русские колокольные мастера — первоклассные литейщики. Первое время у нас отливали пушки, как и во всем мире, только из бронзы. Знаменитый Пушечный двор в Москве, созданный в 1478 году, где сосредоточивалось производство пушек, был одним из крупнейших арсеналов. Литейщики Пушечного двора не только создавали первоклассные по тем временам орудия, но и славились как замечательные художники литья. Дошедшие до наших дней орудия их выделки украшены прекрасными барельефами, изображающими различные фигуры и целые сцены. Эти литые пушки, подобно нынешним кораблям, имели каждая свое название. Пушки «Волк», «Гамаюн», «Единорог», «Лев» были названы в честь изображений, отлитых на их В XIV веке на московских стенах телах «Богдан» и «Тимофеи» несли стояли пушки, называемые тюфя- на себе имена своих создателей — ками. мастеров-оружейников. Одними из первых литейщиков пушек, имена которых дошли до нас, запечатленные на бронзе орудий, были два Якова. За ними в' истории нашей артиллерии оставили след «Яковлевы ученики Ваня и Ва- сюк», а затем два знаменитых пушечных мастера — Семен Дубинин и Андрей Чохов. Чоховым в 1586 году была отлита известная Царь- пушка, находящаяся ныне в Кремле. Поразительные ее размеры: диаметр канала ствола 89 сантиметров, длина ствола свыше 5 метров. Предназначалась эта пушка для 318
стрельбы «дробом» — мелкими камнями. На стволе гигантской пушки отлита надпись: «Делал пушку пушечный литец Ондрий Чохов. Весу в ней 2 400 пудов». В восьмидесятых годах прошлого века Петербургский артиллерийский музей посетил немецкий «пушечный король» Крупп. Был он в те годы известен не только своими заводами, но и усовершенствованиями в пушечном деле. Считался он и изобретателем механического клинового пушечного затвора. Этот затвор давал возможность заряжать пушки не со стороны дула, а с задней, как говорят артиллеристы, с казенной, части ствола. Это, как мы знаем, увеличивает скорострельность орудия. Долго ходил «пушечный король» по залам музея, глядя на замечательную работу русских мастеров. Дольше всего задержался Крупп возле двух маленьких изящных пищалей, сделанных в XVII веке. Эти пищали имели одну особенность — клиновый затвор. Да еще какой — механический! Выдвигался затвор для зарядки пищали с помощью специальной зубчатой рейки. В Артиллерийском музее находится и первая русская пушка с завинчивающимся затвором. Этот затвор можно считать предшественником современных поршневых затворов. Там же хранятся и нарезные орудия. В музее можно видеть два таких орудия выпуска 1615 года. Нарезы — неглубокие спиральные канавки на стенках канала орудия, в которые врезается мягкая медь так называемых «ведущих поясков». Такие спиральные канавки сообщают снаряду быстрое вращательное движение. Это обеспечивает дальность, а главное — устойчивость, точность полета снаряда. Стремясь увеличить скорострельность пушек, русские мастера создали многоствольные, так называемые «органные орудия». Стоствольное орудие делал Андрей Чохов. «Орган», изготовленный в 1741 году механиком Нартовым, о творчестве которого мы уже говорили в главе «Механики и строители», состоял из 44 бронзовых мортирок, укрепленных на вращающемся барабане лафета. Такими орудиями широко пользовались повстанческие отряды Емельяна Пугачева; отсюда и второе, народное, название многоствольного «органа» — «пугачевская пушка». Царь-пушка — творение литейщика Чохова. Клиновый затвор, изобретенный русскими мастерами в XVII веке, и пищаль, оборудованная клиновым затвором. Изобретение в конце первой половины XIX века новых видов пороха чрезвычайно повысило мощность, дальнобойность орудий. Но одновременно новые порохи, создававшие при сгорании в канале ствола значительно большее давление газов, чем раньше, потребовали применения в артиллерии и новых материалов для стволов. Старые материалы — бронза и чугун — уже не в состоянии были выдержать колоссального давления пороховых газов при выстреле. Производство же нарезных орудий окончательно вытеснило из артиллерии бронзу и чугун. Их заменила сталь. В сороковых годах прошлого века русским металлургом Аносовым, о деятельности которого читатель знает из главы «Русские металлурги», была отлита первая в мире стальная пушка. Сталепушечные заводы в Петербурге, а затем в Перми, основанные выдающимся металлургом Обуховым, были лучшими орудийными заводами в Европе. Их отличали и высокое качество оборудования и пре- Ствол старинной нарезной пушки. 319
Пугачевская гоствольная ка. мно- пуш- Мощные орудия со скрепленными стволами. Миномет, примененный при обороне Порт-Артура в 1904 году. красное мастерство рабочих — больших знатоков сталеварения и кузнечного дела. Развитие артиллерии в те же времена выдвинуло перед конструкторами орудий ряд сложных теоретических проблем. Одной из них была разработка расчета прочности орудийных стволов. Заслуга в решении этой основной для артиллерии задачи принадлежит академику А. В. Гадолину (1828—1892) (о его трудах в области кристаллографии читатель узнает из главы «Науки о земле»). Гадолин первый предложил остроумный способ повышения сопротивления орудийных стволов давлению пороховых газов. Опираясь на исследования французского ученого Ламе, он указал, что во время выстрела внутренние слои металла ствола орудия напряжены до предела, а наружные — чрезвычайно слабо. Поэтому бессмысленно изготовлять орудия с очень толстыми стенками — большая часть их металла все равно не будет работать. Гадолин дал свое решение конструктивной задачи. Он предложил делать стволы орудий тонкостенными, но скрепленными обручами. По его расчету, стальные кольца, надетые в горячем состоянии на ствол, остывая, сожмут его и создадут в нем' внутренние напряжения, которые при выстреле будут противостоять давлению пороховых газов на внутренние стенки ствола. Таким образом, сопротибление ствола орудия значительно возрастает. Работа Гадолина «Теория орудий, скрепленных обручами», изданная в 1861 году, положила основу новому направлению в развитии артиллерии. Специальная комиссия высоко оценила труды Гадолина: она признала их «в теории скрепления орудий одним из самых важнейших ученых изысканий, которые были сделаны в последний период времени по артиллерийской части». И в наши дни труд Гадолина о креплении стволов — главный отправной момент для любого конструктора-артиллериста, при- ступающего к проектированию орудийного ствола. Не менее значительны работы выдающегося русского артиллериста Николая Владимировича Маиевского (1823—1892). Научное творчество его развернулось в тот период, когда артиллерия прощалась с гладкоствольными пушками, стрелявшими круглыми ядрами, и переходила к применению нарезных орудий, стрелявших продолговатыми снарядами, вращающимися при полете. Теория и практика нарезных орудий, полностью вытеснивших впоследствии артиллерию гладкоствольную, были в те годы совершенно неизученной областью. Н. В. Маиевский явился здесь исследователем новатором. Сочетая теоретические исследования движения снарядов в стволе орудия и в воздушной среде с широко организованными опытами и практическими стрельбами на полигонах, Маиевский доказал огромное преимущество нарезных орудий и вращающихся продолговатых снарядов и ускорил тем самым перевооружение русской армии. Своими статьями, публиковавшимися на протяжении ряда лет, начиная с 1856 года, в «Артиллерийском журнале» и переведенными на все иностранные языки, Н. В. Маиевский создал прочную основу «внут- 320
ренней баллистики» и «внешней баллистики» — наук, изучающих движение снаряда в канале ствола пушки и вне его. При решении одной из важнейших задач внешней баллистики — исследовании сопротивления воздуха летящему снаряду — Маиевский особое внимание обратил на ту большую роль, которую играет в этом случае скорость распространения звука в воздушной среде. Своими работами в этой области Маиевский определил на многие годы все развитие учения о сопротивлении воздуха летящему телу. И ныне, когда скоростная авиация встретилась^ С необходимостью изу- Аксель Вильгельмович Гадолин. чения сверхзвуковых скоростей полета, ученые опираются на труды выдающегося русского артиллериста Маиевского. Широко известны работы в области теории сверхзвуковых скоростей немецкого физика Маха. Важнейшая в аэродинамике больших скоростей величина, характеризующая сопротивление воздушной среды при сверхзвуковых скоростях, именуется «числом Маха». С одинаковым правом эту величину можно было бы назвать «числом Маиевского». Выход в свет книги Маиевского «Курс внешней баллистики» явился научным событием огромного значения. Книга стала руководством для артиллеристов всех стран и принесла ее автору заслуженную славу первого баллистика Европы. Продолжателем дела Н. В. Маиевского был Николай Александрович Забудский (1853—1917). Сочетая силу мысли теоретика с блестящими экспериментаторскими способностями, Забудский весьма успешно развил науку баллистики. Известна «формула Забудского» для расчета нарезов в стволе, широкое распространение получили кривые нарастания скорости в стволе орудия и т. п. Его труды еще раз показали успехи русской баллистической школы. Конструкторская деятельность Забудского может быть охарактеризована следующим примером. 76-миллиметровая, «трехдюймовая» русская полевая пушка, спроектированная им в 1902 году, превосходила по качествам всех своих соперниц. После модернизации, проведенной советскими артиллеристами, она с успехом применялась как дивизионная пушка на фронтах Великой Отечественной войны. Идея скорострельной пушки выдвинута и осуществлена в России в 1874 году талантливым механиком В. С. Барановским (1846—1879). Скорострельные пушки Владимира Степановича Барановского применялись как в горной, так в полевой и корабел-ьной артиллерии. Они имели затворы, весьма близкие к современным, и были снабжены оптическим прицелом. Стволы при выстреле, как это происходит во всех современных пушках, откатывались по лафету назад и автоматически накатывались. 21 Рассказы 321
Инженер Колокольцев в 1876 году для удобства перевозки и обновления тяжелых артиллерийских систем предложил разборные стволы. Они состояли из основного тела ствола и вставлявшейся в него относительно тонкой трубы, так называемого лайнера. Сейчас этот конструктивный принцип — «лайнирование» — широко применяется во всех армиях и флотах мира. Во время обороны Порт-Артура в 1904 году был изобретен миномет. Мичман Н. С. Власьев (он именуется в официальных бумагах того времени для сохранения секретности Н. С. В.) предложил переконструировать легкое 47-миллиметровое морское орудие для стрельбы минами. Необходимость создания нового орудия при обороне Порт-Артура была очевидна. Окопы противника, находившиеся зачастую в нескольких десятках метров, были недосягаемы для артиллерии. Здесь должно было действовать другое оружие, и оно было изобретено. В конструировании миномета участвовал начальник артиллерийских мастерских Порт-Артура Н. Л. Гобято. Статья о миномете была опубликована изобретателем в 1906 году в «Артиллерийском журнале». * * * Наши ученые внесли много нового в изготовление и рецептуру пороха. Крупнейшие русские специалисты разрабатывали технологию изготовления пороха, улучшали, как говорят в наши дни, его баллистические свойства. Особенно много нововведений было сделано в пороховом деле во второй половине прошлого' века, в годы основательной перестройки артиллерийского и стрелкового дела. Иван Алексеевич Вышнеградский, о котором мы уже говорили в главе «Механики и строители», выдающийся инженер, работавший вместе с Маиевским и Гадолиным в Главном артиллерийском управлении, проводил строительство и механизацию отечественных пороховых заводов. Вышнеградский отдал много энергии изготовлению призматического пороха. Зерна его представляют собой маленькие призмы. Они сгорают быстрее, нежели простые, «бесформенные» зерна. А это влечет за собой значительное увеличение баллистической силы пороха и в конечном счете способствует возрастанию дальнобойности пушек. Призматический порох и машины для его изготовления, сконструированные впоследствии Вышнеградским, долго считались последним словом артиллерийской науки и широко применялись в России и за границей. Великий русский химик Дмитрий Иванович Менделеев тоже внес свой вклад в артиллерийскую науку. Он занимался созданием так называемого бездымного пороха. Подходя к успешному разрешению этой сложной задачи, ученый писал: «В деле бездымного пороха простое подражание французам нельзя считать благоразумным, потому что французский бездымный порох перестал считаться лучшим между современными видами современного пороха». 322
Изобретенный в 1891 году великим химиком в специально созданной им лаборатории новый сорт бездымного пороха — пироколлоиц- ный — обладал замечательными свойствами: он обеспечивал исключительную точность стрельбы и был безопасен в производстве. Это изобретение великого химика чрезвычайно важно для артиллерии. Много нового внесли русские изобретатели в конструирование и усовершенствование артиллерийских снарядов. Значительны заслуги адмирала Степана Осиповича Макарова, со- здавшего бронебойный снаряд с наконечником из мягкой стали. Подобный наконечник наделил снаряд совершенно новыми качествами. Он явился как бы замедлителем происходящих в нем процессов. Пробивая броневой лист, такой снаряд взрывается не у поверхности брони, а внутри корабля. Большую роль в усовершенствовании артиллерийских снарядов сыграли металлурги России. Так, например, металлург А. А. Износков организовал производство бронебойной стали для снарядов с добавлением в нее кремния и марганца. В. Н. Липин, металлург Пути- ловского завода, в 1889 году создал совершенно новую технологию изготовления бронебойных снарядов, повысившую их качество. Прочная связь металлургов с артиллеристами характерна для развития отечественной артиллерии. Мощное крепостное орудие. РЕАКТИВНОЕ ОРУЖИЕ В первые же месяцы Великой Отечественной войны гитлеровцы почувствовали на себе действие какого-то нового, дотоле неизвестного оружия. Со стороны советских войск на головы врагов летели стаи снарядов, оставлявших за собой огненные языки. Взрывались они с огромной уничтожающей силой. Ответный огонь по месту, откуда летели эти снаряды, не давал никакого эффекта. Установки, выпускавшие таинственные снаряды, скрывались так же быстро, как и появлялись. Это были знаменитые гвардейские минометы — советская реактивная артиллерия. Применение ракет в военном деле уходит в глубину времен, оно имеет по' крайней мере тысячелетнюю историю. Создателями первых ракет заслуженно считаются пиротехники Китая, достигшие большого мастерства в их изготовлении. Из Китая ракеты распространились в Индию и значительно позже проникли в Европу. Бурж> развивавшаяся за последние десятилетия нарезная артиллерия временно, вплоть до второй мировой войны, вытеснила боевое применение ракет. Старинные составные ракеты. 21* 323
/^ Сигнальная ракета петровских времен. Установка для' стрельбы ракетами. В России практическое освоение ракет и последовательное изучение ракетного дела началось еще в XVI веке. Описание и чертежи ракет дает старинная пиротехническая книга Федора Челеева. В книге, изданной в 1620 году, «Устав ратных, пушечных и других делу касающихся до воинской науки» Онисим Михайлов приводит подробное описание изготовления и использования боевых ракет. В «Уставе» речь шла не только о необходимости уплотнения пороха в ракете, но даже о высверливании в ней канала для лучшего1 сгорания. Разбирался вопрос и о целесообразности придания ракете обтекаемой формы. В 1680 году в Москве основывается первое «Ракетное заведение». Сигнальная ракета" того времени почти без всяких изменений использовалась в армии чуть ли не целое столетие. Осветительные и фейерверочные ракеты, изготовлявшиеся в России, были широко известны. Имена многих известных русских пиротехников того времени дошли до нас. Возглавляли ракетное производство мастера «верховых ракет» Маковеев, Данилов, Мартынов. Широкое применение боевых ракет в русской армии связано с именем генерала Александра Дмитриевича Засядко (1779—1838). Участник Отечественной войны 1812 года, Засядко в общей сложности свыше пятнадцати лет работал над конструированием и испытанием боевых ракет. В них, в отличие от фейерверочных, вместо осветительного состава в качестве груза закладывалось взрывчатое вещество — специальный заряд осколочного или фугасного действия или зажигательная смесь. Труды русского новатора- увенчались полным успехом. Его боевые ракеты в начале прошлого века были применены в русской армии. Высокую оценку деятельности Засядко дал генерал-фельдмаршал Барклай де Толли. «В продолжение нахождения Вашего при Главной моей квартире, для показания опытов составления и потребления в армии боевых ракет, я с удовольствием видел особенные труды и усердие Ваше в открытии сего нового и столь полезного орудия...» К началу Русско-турецкой войны 1828—1829 годов в специальном ракетном заведении изготовлялись боевые и зажигательные ракеты весом от 36 до 60 фунтов. А. Д. Засядко широко использовал новую технику в боевых операциях как средство поджигания крепостных сооружений, а также для уничтожения боевой силы противника. Так, ракеты весьма успешно применялись при осаде крепости Браилов, при штурме Ахалцыха, при осаде турецкой крепости Силистрия. Ракетами вооружали не только обычные артиллерийские роты — были созданы и особые ракетные роты. Известный строитель одной из первых в мире подводных лодок генерал Шильдер вооружил ракетными установками и десантные суда, на которых применялись тяжелые ракеты весом в 36 фунтов. В начале 1829 года ракетами была вооружена также Дунайская флотилия, для которой сразу было выделено свыше 300 ракет. Производство ракет во Еремя Русско-турецкой войны было орга- 324
оснащенное изоготовило 5оевых ракет Александр Дмитриевич Засядко. низовано в непосредственной близости к району военных действий — в Тирасполе. Хорошо ракетное заведение здесь около 10 тысяч ( всех калибров. Дошедшие до нас чертежи и рисунки ракетных боевых установок того времени указывают на глубокое знание русскими пиротехниками основ ракетного дела. И в более позднее время ракеты широко применялись русскими войсками. Русские войска с успехом использовали ракетное оружие в 1854—1855 годах во время героической обороны Севастополя, а также в 1877—1878 годах в период войны с Турцией. Теоретиком боевой ракеты и организатором фабричного производства ракет был ученый-артиллерист, генерал-лейтенант Константин Иванович Константинов (1818—1871). Константинов решил три важнейшие задачи: наладил массовое изготовление ракет, сделал это производство механизированным и безопасным. В 1847 году, став руководителем «Ракетного заведения», о-н перестроил его работу и организовал два ракетных завода: один в Петербурге, другой в Николаеве. Предприимчивый и деятельный инженер и организатор, Константинов сам изобрел десятки станков и аппаратов для производства ракет машинным способом и большое количество остроумнейших приборов для их испытания. Константинов усовершенствовал конструкцию ракеты, она стала более дальнобойной и удобной в обращении. Ученый разработал и тактику использования боевых ракет как самостоятельного рода оружия. Константинов писал: «Необходимо сделать из ракеты отдельное, самостоятельное оружие, чтобы ракеты были вверены лицам, которым бы это составило исключительную службу, дабы можно было бы ожидать вполне успешных результатов». В 1864 году в Петербурге выходит его замечательный научный труд «О боевых ракетах», переизданный за границей. Высказанные в этой научной работе мысли лежат в основе теории современного ракетного оружия. Иностранные правительства, заказывая в России оборудование для ракетных производств, указывали, что оборудование для производства ракет должно быть изготовлено «по методу Константинова». Проведя огромное количество опытов, построив специальную аппаратуру для испытания ракет, Константинов заложил первые основы учения о реактивных приборах. Честь создания науки о реактивном движении принадлежит Константину Эдуардовичу Циолковскому. Великий русский ученый был творцом жидкостного реактивного двигателя, о котором уже говорилось в главе «Создатели двигателей». Зажигательная и фугасная ракеты конструкции Засядко. 325
В настоящее время этот двигатель применяется не только в авиации, но и для приведения в действие реактивных снарядов. Исследование движения ракеты в воздухе появилось в России в. 1897 году. Автором его был профессор механики Ивац Всеволодович Мещерский, создавший труд под названием «Динамика точки переменной массы» (об этом труде рассказано в главе «Механики и строители»). Мещерский дал математическое обоснование движения ракеты, вес которой все время убывает по мере сгорания пороха. И до сих пор этот труд не потерял своего значения при расчетах реактивного оружия. К. Э. Циолковский и И. В. Мещерский на десятилетия вперед наметили пути развития новой отрасли техники. Константин Иванович Константинов. РУССКИЕ ОРУЖЕЙНИКИ Подразделение на стрелковое оружие и артиллерию появилось не сразу. Ручное огнестрельное оружие постепенно приобрело свой особый, отличный от артиллерийского вид, появилось первое ружье — пищаль. Ствол пищали укреплялся на деревянном «станке». «Зорка» — по- современному мушка — была закреплена на дуле. Заряжалась пищаль с помощью шомпола через дуло, или, как его называли, «устье». Воспламенение пороха — «зелья» — осуществлялось через «запал» — отверстие в казенной части. Пищали подразделялись на «ручницы» — для пешей рати, «завёс- ные» — для конницы и «затынные» — крепостные. Со временем появились и «недомерки»: пищали с коротким стволом карабинного типа. В Ленинградском артиллерийском музее хранится «недомерок», изготовленный мастером еще в XIV веке. В том же музее находится ствол пистолета, созданного в Москве мастерами XIV века. Уже в самом начале XVI века пищалями были вооружены целые подразделения войск. Так, при походе князя Василия Ивановича под Смоленск в 1510 году в войсках его числилась «тысяча псковских пи- щальников». В 1545 году упоминается о 2 тысячах новгородских пищаль- ников, участвовавших в походе на Казань. Совершенствовалось стрелковое оружие на Руси мастерами московской Оружейной палаты, основанной в начале XVI века. До нас дошли имена знаменитых в свое время московских оружейников: Никиты Давыдова, проработавшего здесь 50 лет, и его сыновей, 326
ствольщика Тимофея Вяткина, братьев Лучаниновых и братьев Болдыревых. К XVI веку относится появление на Руси нарезного стрелкового оружия. Так, пищали, обнаруженные при Соловецком монастыре, имеют винтовые полукруглые нарезы. Московские винтовки бо-лее позднего времени, изготовлявшиеся в середине XVII века Тимофеем Вяткиным, имели уже шесть винтовых нарезов. Хранящаяся в Оружейной палате пищаль первой половины этого века имеет не только винтовые нарезы, но и заряжается с казенной части при помощи выдвигаемого железного патрона с затравочным отверстием. Теоретическое обоснование нарезного оружия также интересовало русских ученых. В 1728 году профессор Петербургской Академии И. Г. Лейтман опубликовал научный труд «О том, как в стволе данной длины правильно нарезать спиральные дорожки определенной крутизны». Автор труда совершенно правильно установил, что вращательное движение пули необходимо для того, чтобы она меньше отклонялась от прямого направления и легче проникала в преграду. В специальной работе Лейтман определяет наиболее выгодную конфигурацию пули для стрельбы из нарезного оружия. Аналогичные взгляды высказал в 1742 году англичанин Робине. Общеизвестно искусство тульских мастеров стрелкового оружия. Технической революцией в производстве оружия явилось изобретение новых станков и новой технологии мастерами-механиками Яковом Бати- щевым, Алексеем Сурниным, а также Павлом Захаво и Василием Пастуховым. Редкое искусство Сурнина (1766—1811) послужило основой легенды о замечательном тульском мастере Левше. Захаво (1779—1839) получил известность как создатель совершенных станков для изготовления штыков, а Пастухов — как изобретатель пресса для производства оружейных деталей. Машины для сверления и обработки ружейных стволов, штамповки отдельных деталей, методы 'правки стволов на станке — все эти технические нововведения на десятилетия опережали зарубежную технику. Однако оружейникам не всегда удавалось преодолеть косность русских крепостников, преклонявшихся перед всем заграничным. Офицер А. Житинский в 1840 году нашел способ усовершенствовать кремневое ружье и переделать его в ударное, капсюльное. Изобретение это было высоко оценено, но, однако, на вооружение был принят французский образец как в отношении переделки кремневых ружей, так и при изготовлении новых ударных ружей. В 1846 году Житинский предложил особое крепостное ружье, которое должно было заменить стоявшее на вооружении русской армии ружье французского образца. Комиссия пришла к выводу, что «ружье Житинского преимущественнее французского крепостного ружья, ныне у нас употребляемого», и приняла на вооружение другой образец. Значительно удачнее сложилась судьба изобретения офицера Куликовского. Ружье его конструкции в 1851 году заставило снять с воору жения оружие иностранных образцов. 327
Достоинствами своего оригинального затвора отличалась «казно- разрядная винтовка» лейтенанта флота Н. Баранова. Казачий оружейный мастер Александр Евстафьевич Чернолихов, впоследствии учитель выдающегося советского оружейника Токарева, создал казачью винтовку, принятую в 1859 году на вооружение казачьих ВО'ЙСК. Однако полная победа в этой области заслуженно досталась русскому конструктору Сергею Ивановичу Мосину. Винтовка системы капитана Мосина. Кто не знает «русской трехлинейной винтовки образца 1891 года»! Три поколения воинов с нею в руках защищали Родину. Изобретателю винтовки Сергею Ивановичу Мосину (1849—1902) удалось создать оружие настолько совершенное, что почти без всяких конструктивных изменений оно с честью прослужило полвека. За это время Франция, Германия, Англия и Америка были вынуждены дважды, а Япония даже трижды перевооружить свою армию, так как принятое этими государствами оружие быстро устаревало. В 1890 году на одном из крупнейших русских стрельбищ происходило, на первый взгляд, непонятное явление. Солдаты брали совершенно новенькие, только что поступившие с завода винтовки, бросали их на землю, вываливали в грязи, складывали винтовки в ящики и засыпали песком. Другую партию винтовок посыпали золой и пылью, продували специальными воздушными механизмами, промазывали густой, застывающей смазкой. Наконец третью партию поливали водой, выставляли на несколько дней под дождь, заставляли металл покрываться бурым слоем ржавчины. Из этих винтовок стреляли днем и ночью, на скорость, на кучность, а затем их вновь терзали всеми способами, какие только можно было придумать. В сложнейших трехмесячных испытаниях винтовка конструкции капитана Сергея Ивановича Мосина победила винтовку бельгийского оружейного промышленника Нагана. Винтовка русского образца оказалась более надежной, меткой и выносливой. Изготовление ее было гораздо проще и дешевле, чем производство оружия иностранной системы. В труднейших условиях создавал Сергей Иванович Мосин свою знаменитую винтовку. Когда одному из представителей иностранных оружейных фирм показали мастерскую Мосина,- он не поверил, что здесь работает талантливейший конструктор: «Сегодня я попросил Мосина показать лабораторию, где он конструирует винтовку. Так он привел меня в какой-то сарай... и уверял, что здесь его мастерская». Русская «трехлинейка» отличалась большими преимуществами по сравнению со всеми другими системами винтово-к. Мосину удалось внести в нее много усовершенствований. Такой важной детали, как отсечка- отражатель, обеспечивающей безотказную и своевременную подачу патрона из магазина в ствол и выбрасывание стреляной гильзы, до Мосина ни в одной винтовке не было. По-своему отнеслись к изобретению военное министерство и царь Александр III. При утверждении официального названия винтовки 328
военный министр отнял у нее имя автора, вычеркнув слова «системы Мосина». А Александр III при «высочайшем утверждении» умудрился отнять у винтовки даже определение «русская». «Русская трехлинейная винтовка образца 1891 года системы Мосина» после некоторых усовершенствований, внесенных в ее конструкцию советскими оружейниками в 1930 году, славно послужила Советской Армии в боях с врагами нашей Родины. Очень удачно и оригинально решил Мосин в своей винтовке проблему скорострельности. Многоза- рядность, выбрасывание стреляной гильзы, подача патрона из магазина в ствольную коробку, применение Сергей Иванович Мосин. обоймы для патронов — все это способствовало повышению скорострельности. Вопросом повышения скорострельности, а затем и создания автоматического оружия занимались изобретатели различных стран. Успехов в этом направлении добился известный немецкий фабрикант оружия Маузер,, немецкий конструктор Борхард, итальянец Сей, француз Клер. Над скорострельным и автоматическим оружием работали и русские оружейники. Мосину пришлось вести борьбу с ярыми противниками многоразрядной винтовки, в числе которых был военный министр, считавший однозарядную винтовку более подходящей, чем многозарядная. «Да откуда мы патронов наберем по такой стрельбе? — говорил он. — Мы и с однозарядной справимся». Однако русские оружейники продолжали работать над увеличением скорострельности винтовки. Были попытки увеличить скорострельность, увеличив количество стволов. Интересны в этом отношении по своей конструкции скорострельные орудия Владимира Степановича Барановского, о котором уже упоминалось выше. Картечница его конструкции имела десять стволов и обеспечивала скорострельность до 300 выстрелов в минуту. Во время Русско- турецкой войны (1877—1878) эта картечница широко применялась в русских войсках. Перезаряжалась она еще вручную. До автоматизации остался один шаг — надо было использовать отдачу пороховых газов. Вскоре был сделан и этот шаг, ознаменовавший скачок в развитии оружейной техники. Известна автоматическая самозарядная винтовка лесничего Рудницкого, изготовленная им в 1886 году. Здесь «участие стреляющего выражается лишь в спуске ударника при всяком отдельном выстреле». Полковой кузнец Загряжского полка Яков Устинович Рощепей создал новый образец магазина к винтовке Мосина. Этот магазин вмещал 329
Автомат системы Федорова не пять, а десять патронов. Предложение талантливого изобретателя привлекло внимание специалистов. Рощепея направили в оружейную мастерскую. Здесь молодой конструктор принялся за конструирование автоматической винтовки. Для перезарядки винтовки должна была использоваться сила отдачи пороховых газов. Много месяцев работал Рощепей над конструированием автоматической винтовки и, наконец, закончил первую модель, задуманную им еще в 1904 году. При испытании винтовка показала хорошие результаты. Изобретателя перевели в Ораниенбаум, в офицерскую стрелковую школу. Там, познакомившись с выдающимися оружейниками В. Г. Федоровым, В. А. Дегтяревым и Ф. В. Токаревым, изобретатель окончательно «отлаживал» свой автомат. В 1907 году испытания новой, более усовершенствованной винтовки Рощепея вновь подтвердили ее высокие качества и исключительную простоту конструкции. Изобретение Рощепея, крестьянина из деревни Осовец Черниговской губернии, демонстрировалось на технической выставке в Петербурге. За разработку первой действующей автоматической винтовки с неподвижным стволом и самооткрывающимся затвором талантливый изобретатель был награжден Большой серебряной медалью. Следует отметить, что по принципу, использованному в этой винтовке, действуют современные автоматы. Только недальновидность военных чиновников помешала «довести» винтовку Рощепея и применить это оружие во время первой мировой войны. На настойчивые запросы изобретателя о внедрении автоматической винтовки ему было заявлено: «...в настоящее время, когда вся техническая сила завода должна быть направлена исключительно для увеличения производительности завода в отношении выхода трехлинейных винтовок, отвлекать завод разработкой какой бы то ни было системы автоматической винтовки совершенно' несвоевременно». В те же годы автоматическую винтовку, работающую по иному принципу, создали в творческом содружестве выдающиеся оружейники Владимир Григорьевич Федоров и Василий Алексеевич Дегтярев. В 1905 году военный инженер, ныне генерал-лейтенант в отставке В. Г. Федоров, разработал проект автоматической винтовки, переделанной из обычной русской трехлинейной винтовки. Эта автоматическая винтовка имела подвижный ствол, который при выстреле скользил по особой коробке и в этот момент перезаряжал винтовку. Первые опытные образцы винтовки Федорова было решено делать в мастерских стрелковой школы в Ораниенбауме. Для выполнения этой работы к инженеру Федорову прикомандировали слесаря Тульского завода Дегтярева, талантливого самородка-оружейника. Творческое содружество этих людей — теоретика-оружейника и мастера-практика — позволило после многолетней кропотливой работы, после ряда переделок и усовершенствований создать замечательные образцы автоматических винтовО'К, полностью оправдавших себя. Специальная комиссия дала об автоматической винтовке следующий отзыв: «Ввиду благоприятных результатов, полученных при испытании винтовок Федорова, а также принимая во внимание, что эта винтовка является простой по своему устройству, правила действия и обра- 330
щения с ней легко усваиваются стрелками и, таким образом, винтовка эта при дальнейшем ее усовершенствовании может оказаться надежным бо-евым оружием, комиссия признает испытанную систему заслуживающей самого серьезного внимания и находит необходимым подвергнуть ее более обширному войсковому испытанию...» С начала первой мировой войны работы Федорова были прекращены, и лишь в ко'нце 1916 года по его инициативе в русской армии впервые была сформирована особая рота, вооруженная легким автоматическим оружием. Это были автоматические винтовки Федорова и вновь предложенные им автоматы, собранные под руководством Дегтярева. В те же годы известным оружейником Ф. В. Токаревым была предложена своя система автоматической винтовки с подвижным стволом и сцепленным с ним затвором. Проведенные в 1910 году первое испытания этого автоматического оружия дали хорошие результаты. Но дальнейшая «доводка» винтовки системы Токарева затянулась до начала первой мировой войны, а затем работа над этой винтовкой, как и над винтовкой Рощепея, была пре~ кращена. Однако труды конструктора не пропали даром. Они послужили основой для прекрасного автоматического оружия, созданного Токаревым уже в годы советской власти. В 1907 году была издана книга В. Г. Федорова «Автоматическое оружие» — первый учебник, принесший огромную пользу целому поколению конструкторов-оружейников. Всего же Федоровым написано свыше 20 научных трудов, посвященных автоматическому оружию. Только явная недооценка царским правительством и военным командованием творческих сил отечественных оружейников и нежелание освоить производство более современного автоматического стрелкового оружия явились причиной того, что блестящие достижения русских конструкторов не были своевременно использованы в армии. Так было не только с Рощепеем и Токаревым. Талантливым изобретателем проявил себя В. А. Дегтярев, начавший свою конструкторскую работу под руководством опытного оружейника В. Г. Федорова. с В 1916 году он самостоятельно создал образец автоматического карабина, исключительно легкого и удобного в действии. Однако продвижение его в армию было задержано. «Командование царской армии не допускало мысли, что простой русский человек может изобрести что- либо ценное», — вспоминал впоследствии Дегтярев. В начале 1918 года Советское правительство приняло решение создать завод автоматического оружия, чтобы снабдить новым оружием Красную Армию, защищавшую страну от интервентов. Лучшие оружейники страны были привлечены к строительству этого завода и первого в стране проектно-конструкторского бюро, в котором развернулись планомерные научно-исследовательские работы советских оружейников. Такое отношение Советского государства к труду творцов оружия не замедлило дать отличные результаты. 331
Конструкторы приступили, в частности, к созданию легкого стрелкового пулемета. В это время делались попытки переконструировать двухпудовый станковый пулемет «Максим» на ручной. Дегтярев пошел более трудным, но более верным путем. Он создал ручной, чрезвычайно легкий пулемет совершенно новой конструкции. Пулемет «ДП» («Дегтяревский пехотный») — подлинное произведение оружейного искусства — известен каждому солдату Советской Армии. Механизм этого пулемета, простой и совершенный, послужил основой для других дегтяревских пулеметов. Советское правительство высоко оценило творческую работу заслуженного оружейника. Василию Алексеевичу Дегтяреву было присвоено звание Героя Социалистического Труда. В Советском Союзе воспитана целая плеяда талантливых оружейников, трудами которых создано превосходное стрелковое оружие. На большую высоту поднята в нашей стране и теория стрелкового оружия. Выдающимся достижением в области оружейной науки является труд академика А. А. Благонравова «Основания проектирования автоматического оружия». МАСТЕРА МИННОГО ДЕЛА «Подземная гроза» — активная сила инженерных войск — и «подводная гроза» — морское минное дело — своим развитием многим обязаны нашей Родине. Пороховые мины давно применялись русскими воинами. В 1552 году русские войска осадили столицу Казанского царства. Город был защищен неприступными стенами, и взять его было трудно. Осада длилась уже свыше месяца. Русские минеры Василий Серебряный и Алексей Адашев осуществили четыре подкопа под казанские стены. С необычайной точностью провели они длинный тоннель сначала под тайник, которым татары ходили за водой, а затем и под городские стены. В тоннель были заложены десятки бочек с порохом, тоненькая пороховая дорожка тянулась к выходу. 1 октября все работы были закончены. К краю черной пороховой дорожки, уходившей под землю, поднесли свечу. Метнулся огонь в темную щель подкопа, и спустя несколько мгновений стены Казанского кремля с грохотом взлетели на воздух. Устремившиеся в проломы русские войска штурмом взяли город. Применение в военном деле минных подкопов стало со временем обычным явлением. Но русские воины выработали также и свой метод борьбы с подкопами. Через два десятка лет после взрыва казанских укреплений при осаде неприятелем Пскова русские не раз с помощью контргалерей уничтожали вражеские подкопы. Исключительно активно была использована русскими подземно-мин- ная борьба при обороне ТрО'Ице-Сергиевской лавры и Смоленска, в период с 1608 по 1611 год. Минное дело прочно вошло в военную практику и заняло в русской армии столь значительное место, что уже в 1712 году в войсках были 332
введены специальные минные роты. А еще через сто с лишним лет, в 1831 году, было издано первое военное руководство по минному делу: «Наставление по обучению саперных баталионов по искусственной части». Великие русские полководцы Суворов, Кутузов широко применяли минное дело в войсках. Огромную роль в развитии минного дела в России сыграл генерал русской армии Александр Андреевич Шильдер. Замечательные опыты по изучению действия мин с электрозапалами, которые он проводил в Красном Селе, около Петербурга, в 1832—1836 годах, показывают огромный прогресс в развитии минного оружия в России. Ярко проявилось преимущество русского минного оружия во время Севастопольской кампании. Талантливый военный инженер Александр Борисович Мельников, руководивший минными работами, прекрасно организовал минную оборону Севастополя. Вся линия обороны была буквально изрыта подземными ходами. За семь месяцев обороны русскими войсками было выведено около семи километров подземных ходов — в пять раз больше, чем у противника. Для подрыва мин минеры широко применяли электрический запал. Он был изобретен в годы Отечественной войны 1812 года. Впоследствии в инженерном ведомстве армии были созданы даже специальные «галь- ванерные отделы», внедрявшие электричество в минное дело. Севастопольская кампания ясно показала, насколько в минном деле русские войска опередили армии других стран. Даже противники — англичане, пораженные исключительной работой русских минеров, — писали в те дни в газете «Тайме»: «Нет никакого сомнения, что пальма первенства в этом роде военных действий принадлежит русским. Наши инженеры имеют теперь все средства сравнивать русскую минную систему с французской. Как ни удивительна последняя, но первая истинно поражает воображение: русские мины и галлереи имеют до 8—12 метров глубины, и воздух в них освежается помпами и вентиляторами. Словом, эти работы представляют самое изумительное и самое чудесное зрелище искусства и науки, соединенных с самой непреклонной силой воли и самым неутомимым трудолюбием». В историю минного дела должны войти имена инженеров М. Боре- скова и Н. Федорова, разрабатывающих конструктивную сторону минного дела. Много нового было внесено нашими подрывниками в развитие минного дела во время обороны Порт-Артура и в период первой мировой войны. Несмотря на чрезвычайно возросшую роль артиллерии и бомбардировочной авиации, минное и контрминное дело и в наши дни не утратило своего значения. Во время Великой Отечественной войны мощные долговременные укрепления, с которыми не могла справиться ни авиация, ни артиллерия, зачастую одолевали наши саперы. Открывая дорогу наступлению советских войск, они разрушали эти сооружения с помощью зарядов взрывчатого вещества исключительной силы. 333
На войне мины были массовым средством борьбы с техникой и живой силой противника. Наряду с этим усилились и средства борьбы с минами противника. Советские конструкторы в 1939—1940 годах создали миноискатели — совершеннейшие электрические приборы, позволяющие обнаруживать скрытые под землей мины. Не случайно в ходе войны появилась поговорка: «Где прошел советский сапер, там может смело идти и танк, и пехота, и артиллерия». * * * Значителен вклад наших соотечественников в историю развития техники морских мин. Истоки русской школы морских минеров следует искать в работах русского изобретателя крестьянина Никонова, который в 1719 году предложил проект подводной лодки и спустя несколько лет даже построил ее. Талантливый изобретатель предполагал вооружить свою подводную лодку большим количеством подводных снарядов — мин. Считая, что ^потаенное судно» сможет разбивать вражеские корабли, «хотя б десять или двадцать», Никонов предвосхитил одно из направлений, по которым впоследствии развивалось морское минное дело — создание движущихся снарядов — торпед. Второе направление минного морского дела — применение неподвижных подводных снарядов, минных заграждений. Еще в 1769 году, во время войны с Турцией, русские войска сделали попытку применить плавающую мину для взрыва моста на Днестре. В 1807 году подводная мина конструкции полковника Фитума испы- тывалась морским министерством в Кронштадте. Длинный шланг, начиненный порохом, соединял мину с берегом. Однако такой пороховой шланг-взрыватель был неудобен. Здесь на помощь военному делу пришел известный русский изобретатель электрик Шиллинг. Он успешно справился с задачей взрывания мины, применив для этого гальванический элемент. В 1832 году Шиллинг продемонстрировал работу своего взрывателя. Минное оружие получило одобрение. Для распространения и освоения мин были созданы специальные гальванические команды. Совершенствование мин как действенного оружия обороны нашей страны продолжалось. В 1840 году академик Борис Семенович Якоби предложил проект морской мины, в котором использовался совершенно новый принцип плавучести за счет свободного пространства в верхней части корпуса и запала. Гальваноударный запал производился, как и у Шиллинга, с помощью электричества. Новый, весьма надежный принцип запала взрывчатого вещества мины заключался в том, что при ударе мины о борт судна замыкалась цепь гальванической батареи, которая и осуществляла запал мины. Мины Якоби использовались во время войны 1853—1855 годов как на Черном, так и на Балтийском морях. 334
Когда 8 июня 1855 года вражеские военные корабли приблизились к морской крепости Кронштадт, они попали на минное заграждение. Четыре судна подорвались на минах. Неприятель был вынужден отойти, оттаскивая на буксире поврежденные корабли. Опыт России в минном деле широко использовался во время войны между Северными и Южными штатами Америки в 1861 —1865 годах. Русские моряки, корабли которых в те годы посетили Америку, передали «северянам», боровшимся с рабовладельческим Югом, опыт освоения минного дела, стоявшего в России на более высоком уровне. Заимствовался и русский опыт противоминной борьбы. О том, что изучение минного дела было поставлено в нашей стране на большую высоту, можно судить хотя бы по тому, что в Кронштадте в 1874 году были открыты специальные офицерские минные классы. Это учебное заведение способствовало укреплению и расширению научно-исследовательской работы не только в этой, но и в других областях военной техники. Именно здесь преподавателем минных классов А. С. Поповым были открыты радио и явления радиолокации. Минное оружие считалось в России одним из наиболее дешевых и в то же время действенных средств обороны на море. Русская мина образца 1908 года была столь совершенна, что почти без изменений дожила до наших дней. Во время первой мировой войны русская ударно-механическая всплывающая со дна моря мина образца 1912 года зарекомендовала себя как безукоризненно действующий механизм. Русские мины и минеры считались тогда лучшими в мире. К России обратилась в 1914 году Англия. Она не только просила помощи у русских минных офицеров, но закупила в России тысячу мин для защиты берегов от вторжения немецкого флота. Очень много было сделано и в создании мин, взрыв которых происходит не от соприкосновения с кораблем, а управляется с берега. Применяемые в этом случае так называемые неконтактные взрыватели были коренным образом усовершенствованы русскими инженерами. Велики успехи наших соотечественников и в создании специальных судов для снятия мин — минных тральщиков. Еще в 1883 году лейтенант Емельянов предложил с помощью больших ножниц обрезать канаты, на которых устанавливались мины. Этот способ оказался неудобным, вместо него русские моряки предложили захватывать мины с помощью трала — стального троса, спускае- хмого в воду с корабля. Широко распространилось траление мин во время Русско-японской войны. Новой техникой устранения вражеских мин руководил в то время адмирал Макаров. На основании отечественного опыта в России были созданы специальные суда — тральщики. Построенные в 1910 году талантливыми русскими инженерами минные тральщики «Взрыв», «Фугас», «Запал» и другие стали основой отечественного тралового флота. Значительны успехи нашей страны и в создании первых судов по установке мин — минных заградителей. Лучшими судами этого типа были построенные после Русско-турецкой войны 1877—1878 годов минные транспорты «Буг» и «Дунай». Они 335
Атака торпедных катеров. имели значительную скорость и могли ставить мины с такой быстротой, что не отставали от общего строя эскадры. Наличие этих минных судов на Черном море, а вскоре «Амура» и «Енисея» на Балтийском определило новую тактику в применении минного оружия. Мины устанавливали теперь не просто на значительном удалении от родных берегов, но и непосредственно у берегов и портов противника. Создание отечественного минного флота связано с именем крупнейшего русского флотоводца Степана Осиповича Макарова. Высоко оценивая значение минного дела, он думал о том, чтобы из оружия обороны сделать мины средством активной борьбы с противником. Макаров создал корабль совершенно нового типа. Под его руководством черноморский корабль «Великий князь Константин» был ускоренно переоборудован в матку минных катеров, далекий прообраз современных авиаматок и плавучих баз для подводных лодок. Корабль поднимал на борт паровые минные катера с командой, готовые по первому приказу ринуться в атаку. Котлы катеров были соединены гибкими шлангами с судовым котлом, постоянно поддерживавшим в них рабочее давление пара. Под командованием Макарова этот интереснейший корабль-матка во время Русско-турецкой войны производил смелые минные атаки на турецкий флот. Катера неожиданно появлялись в самых необычных местах, зачастую весьма удаленных от родного берега. Идеи Макарова о создании легкого торпедоносного судна вновь возродились в годы первой мировой войны. Военный моряк Лузгин создал несложное приспособление, позволившее устанавливать торпедные аппараты на легком моторном катере. Много технических усовершенствований вносили русские кораблестроители в конструкцию судов-миноносцев. Ярким примером может служить постройка в 1911 году эскадренного миноносца «Новик». Это судно имело на борту все приспособления для приемки и постановки большого числа мин. Своим оборудованием «Новик» служил образцом для подобных кораблей. Подводный заградитель был создай в России инженером Налетовым в 1908 году и построен в Николаеве через несколько лет. Он принимал на борт до 60 мин заграждения. С русского «Краба» началась постройка подобных судов во всех флотах мира. Замечательных успехов добились балтийские моряки, создавшие приспособление для установки мины с обычных подводных лодок. 236
В 1857 году недалеко, от Кронштадта испытывалась самоходная торпеда, движимая сжатым воздухом. Она была создана известным изобретателем подводной лодки Иваном Федоровичем Александровским. Выпущенная на испытаниях из особой трубы под катером, торпеда, двигаясь под водою со скоростью десяти узлов, точно выходила на намеченную цель. РУССКАЯ ШКОЛА ФОРТИФИКАЦИИ Необходимость оборонять страну от вторжения противника заставляла русский народ создавать и совершенствовать оборону городов. Строители древних русских городов были опытными фортификаторами. Само слово «город» указывает на то, что поселения некогда огораживались для защиты от врага. Мелкие населенные пункты носили название «острогов», — они были огорожены острыми кольями. В IX веке русские города окружались высокими деревянными оградами с башнями для наблюдения и стрельбы. Отсюда и название этих башен — «стрельницы» и «подзорные столпы». Для мощных оград применялись сложные дерево-земляные укрепления. Срубы засыпались землей и камнями, а бревна, чтобы они противостояли огню, обмазывались глиной. Вокруг городов вырывались глубокие рвы. Замечательно, что еще в древности оборона города зиждилась на укреплении удаленных от него населенных пунктов. Эти города, широким кольцом окружавшие столицу Киевского государства, и должны были играть роль фортов, выдвинутых навстречу вероятному противнику. Такое же значение имели расположенные вокруг больших городов хорошо укрепленные монастыри. В строительстве земляных и особенно деревянных городских стен русские мастера не имели себе равных. Если древнейшие оборонные сооружения сейчас почти стерты с лица земли и следы их обнаруживаются только после кропотливых раскопок, то сооружения более позднего времени — каменные крепости, кремли — сохранились до наших дней. Башня Смоленского кремля. Кремль в Москве, Псковский и Смоленский кремли поражают нас своими необычными размерами. С высоких, хорошо укрепленных башен можно было стрелять и вдоль стен в том случае, если противнику удавалось вплотную подойти к кремлю. Будущая столица Руси была заложена на высоком холме, с трех сторон окруженном реками Неглинкой и Москвой. Сначала город имел деревянные укрепления, но зимой 1366 года Димитрий Донской распорядился 22 Рассказы 337
обнести его каменной стеной. Работа началась с возведения башен, служивших опорными пунктами. Тайницкая, Беклемишева и Свиблова башни были возведены со стороны Москвы-реки — на направлении наиболее вероятного наступления татар. Позже были построены еще три кремлевские башни — Фроловская, Спасская и Никольская. Как и многие другие крупные города, Москва имела не один, а несколько оборонительных поясов: Кремль, Китай-город, Белый город, Древние русские крепости-дер веянные Земляной город. Сейчас из этих остроги. укреплений полностью сохранился только Кремль и частично Китайгородская стена. Все остальные сооружения далекого прошлого оставили после себя Бульварное кольцо и Садовое кольцо — крупные кольцевые магистрали — да ряд исторических названий, вроде Земляного вала и многочисленных, не существующих сейчас ворот: Покровских, Красных, Петровских и других. Строительством крепостей и других оборонных сооружений занимались ремесленные люди: городники, мостники и другие. О них говорится еще в «Русской правде» Ярослава Владимировича, то есть в начале XI века. В XIV веке упоминается о первых русских инженерах — «розмыслах». Скупые летописи донесли до наших дней несколько имен выдающихся розмыслов далекого прошлого. Первым упоминается в летописях новгородский посадник Павел, который проводил строительство укреплений в 1114 году. Известен также посадник Якун, обнесший в 1170 году Новгород тыном. Василий Кулешин в 1492 году за два месяца возвел стены вокруг Владимира. За 28 дней под руководством одного из первых военных инженеров — Ивана Григорьевича Выродкова, о котором уже шла речь в главе «Механики и строители», — была построена в 1551 году город- крепость Свияжск, послужившая русским войскам опорным пунктом* при походе на Казань. Выродков строил также стены Галича и морской порт в устье Нарвы. История сохранила нам и имя знаменитого строителя московского Белого города и крепостных стен Смоленска — плотницкого сына Федора Савельевича Коня. С необыкновенным размахом и уменьем за несколько лет, начиная с 1586 года, под руководством Федора Коня были возведены могучие башни, тайники и стены вокруг Кремля. В 1593 году «городовых дел мастер» Федор Конь закончил возведение третьего оборонительного пояса вокруг столицы. Строитель окру- 338
жил центр Москвы девятикилометровой стеной с двадцатью восемью башнями, десять из которых были проездными. Один из путешественников, посетивших Москву в пятидесятых годах XVII века, так описывает эту стену: «Третья стена города известна под именем «Белой стены», ибо она выстроена из больших белых камней... От земли до половины высоты она сделана откосом, а с половины до верху имеет выступ, и потому на нее не действуют пушки. Ее бойницы, в коих находится много пушек, наклонены книзу, по остроумной выдумке строителей». Знаменитый строитель крепостей возглавил затем возведение Смоленского кремля. За несколько лет, начиная с 1596 года, под его руководством усилиями русских мастеров были воздвигнуты вокруг Смоленска неприступные стены с тридцатью башнями. Создание укреплений вокруг Смоленска — этого западного форпоста Московского государства — было делом исключительной важности для обороны. Помимо крепостей, с XV века, особенно для защиты от вторжения противника с юга, в России строились огромные сторожевые линии. На равнине эти линии состояли из валов со рвами впереди и назывались «вал» или «черта». В лесистых местах это были «засеки» или «засечные линии». Засека шириною от 20 до 120 метров делалась из деревьев, подрубленных на высоте 1 —1,5 метра от корня и сваленных вершинами навстречу противнику. Такие завалы чередовались с частоколами, валами, рвами, волчьими ямами. В местах пересечения с дорогами у населенных пунктов устраивались крепости с башнями, подъемными воротами и рвами. Крупнейшую сторожевую линию построили в середине XVI века. Линия состояла из засек: Тульской, Лихвинской, Козельской, Пере- Вокруг Москвы поднялись стены Белого города.
мышльской, Одоевской, Веневстай, Рязанской и Шацкой. Общая длина этой сторожевой линии превышала 600 километров. Позднее, в конце сороковых,годов XVII века, было завершено еще более грандиозное строительство—«Белгородская черта». После ее возведения старая сторожевая линия превратилась во второй оборонительный рубеж. Позже с востока на запад провели Симбирскую засеку, сооружены были еще Корсунская и Закалинская засеки. Общая линия укреплений тянулась теперь от Приуралья до западных границ государства. Сторожевые линии, укрепленные городами и крепостями, усиленные артиллерией, являлись мощным рубежом, к которому при возникновении опасности стягивались войска для борьбы с захватчиками. * * * В нашей стране широко развивалась полевая фортификация — инженерная подготовка поля боя. Новаторское значение этого направления военной науки, основные черты которой формировались на протяжении многих веков, раскрылось особенно при Петре I. В это время военно-инженерное дело поднялось в армии на большую высоту. Деятельность утвержденного тогда специального «Корпуса военных строителей из русских под именем инженеров» легла в основу отечественной фортификационной школы. Замечательные качества этой школы блестяще проявились во время Полтавской битвы со шведами. На подступах к Полтаве перед главными силами русской армии были построены десять редутов *— земляных укреплений, подготовленных для круговой обороны. Шесть редутов стояли в линию. Четыре были выдвинуты перпендикулярно им. Пространство между редутами простреливалось ружейным огнем, драгунские полки поддерживали укрепления с тыла. Это было новым делом — оставить неукрепленные промежутки в оборонительной линии. Новаторство русских фортификаторов позволило свободно вести активные действия сквозь промежутки в укрепленной линии обороны. Натолкнувшись на редуты, войска Карла XII были вынуждены сразу же развернуться и принять боевой порядок, как это и делалось всегда при встрече со сплошными укреплениями, принятыми на Западе. Тем самым шведов заставили атаковать редуты до встречи с главными силами русских войск. Но так как редуты были значительно выдвинуты вперед, то боевое построение противника было разрезано на части, и он был приведен в замешательство, а это облегчило для русских войск последующие действия. Сильный враг был разгромлен. В 1745 году французский маршал Мориц Саксонский применил подобную систему редутов при сражении с англо-голландской армией. В трактате Морица Саксонского «Мои мечтания и воспоминания о военном искусстве» целая глава была посвящена военному искусству «московитов», применивших новую систему расположения редутов при битве под Полтавой. ЗЮ
Севастопольские земляные укрепления. В воинских уставах петровского времени впервые указывается на важное значение земляных оборонительных сооружений в условиях возросшей к тому времени боевой мощи артиллерии. Интересно, что в те же времена впервые были введены также специальные казематы, защищающие крепостной гарнизон от артиллерийского огня. Казематы служили защитой при интенсивном артиллерийском обстреле, после которого солдаты смело встречались лицом к лицу с противником. Великий полководец Суворов, за всю свою жизнь не знавший поражений, был большим знатоком инженерного искусства. В знаменитом наставлении «Наука побеждать», сохранившем свое значение до наших дней, гениальный полководец не только проявляет исключительное знание фортификации, но и разрабатывает инженерные приемы при штурме. Военная теория полководца, в противовес наставлениям многих военных специалистов, никогда не отрывалась от практики, от повседневного освоения войсками военно-инженерного дела. Современники писали о Суворове, что он на учебе не только заставляет строить укрепления, не только ставит на них по очереди воинские подразделения, но и «невзначай, поздно вечером, собирает остальные роты и ведет ночью штурмовать эти укрепления». Под руководством Суворова войска искусно штурмовали вражеские крепости, они столь же искусно обороняли свои укрепления, и, что особенно характерно, Суворов учил использовать оборону укреплений для подготовки затем стремительного наступления. Самобытность отечественной школы фортификации проявлялась и в деятельности М. И. Кутузова. Анализ его полководческой деятельности показывает, что каждый шаг, сделанный войсками под его командованием, закрепляется в военно-инженерном отношении. Применяя в обороне отдельные опорные пункты, приспособленные к круговой защите, великий полководец оставлял между ними открытые промежутки для активных действий. Через сто лет после Полтавы русская фортификационная наука показала себя в полном блеске под Бородином. Доблестная защита ключевых позиций: Багратиоиовых флешей, артиллерийского редута Раевского, а также Шевардинского редута, весь ход этого великого сражения показал, какой огромный урон может нанести наступающей армии активная и стойкая оборона, построенная с учетом передовых идей военно-инженерной науки. Глубокое знание военной истории своего народа, понимание национальных особенностей русских воинов помогли создать замечательные труды выдающемуся деятелю русского фортификационного искусства XIX века Аркадию Захарьевичу Теляковскому (1806—1891). 341
Аркадий Захарьевич Теляковский. Теляковский не только обобщил вековые достижения и опыт отечественной фортификации, его труды совершенно по-новому излагали теорию укрепления местности. В 1839 году в свет вышел первый том сочинения Теляковского «Фортификация полевая», а через несколько лет второй — «Фортификация долговременная». Книги эти создали целую эпоху в русской и европейской фортификации. Переведенные почти на все европейские языки, они служили руководством в крупнейших военных школах. Русская газета «Северная пчела» писала: «Фортификация Теляковского есть одно из замечательнейших явлений в литературе военных наук и заслуживает внимания всех образованных военных людей... Это сочинение смело можно поставить в число оригинальных, самобытных, стоящих вровень с современным состоянием науки и искусства». Как «знаменательное явление» был отмечен выход в свет трудов Теляковского журналом «Отечественные записки» в годы, когда отдел критики в этом журнале возглавлял Белинский. Подвергнув уничтожающей критике геометрически правильные, сложные, но не оправданные боевым опытом начертания укреплений, Теляковский указал, что форма укреплений должна находиться в тесной связи с условиями местности. Укрепления, говорил Теляковский, «по разнообразию местонахождения большею частью получают фигуру геометрически неправильную». Русский фортификатор учил создавать такие укрепления, которые позволяли бы не только держать оборону, но и вести активные наступательные действия. Например, форты расценивались им как «передовая позиция, выгодная для наступательных целей». Сочетание стойкости обороны со смелыми наступательными действиями характерно для русской военной тактики в Севастопольской кампании 1854— 1855 годов. Военные инженеры, ученики А. 3. Теляковского, блестяще доказали на практике достоинства новой школы фортификации. «Попав на севастопольские бастионы, — пишет один из военных инженеров старой школы, — я был сбит с толку совершенным несходством всего встреченного с моими представлениями об укреплениях». Русские инженеры и моряки, руководимые талантливым фортификатором Э. И. Тотлебеном и выдающимися полководцами В. А. Корниловым и П. С. Нахимовым, создали глубоко эшелонированную оборону. Опираясь на активную помощь населения Севастополя, они максимально использовали земляные укрепления, широко применяли под- земноминную войну. 342
Оборона Севастополя носила активный, наступательный характер. Защитники города переходили в контратаки. Известные французские историки Лависс и Рамбо писали, что изобретательность и энергия русских фортификаторов «превратили город, почти лишенный защиты, в грозную крепость, где фашины и наполненные землей мешки заменили камень и известь; эти, так сказать, подвижные укрепления, легко разрушаемые бомбами и ядрами, восстанавливались с такой легкостью, что на следующий день после сражения неприятель находил пробитые накануне бреши снова заделанными». Русская школа фортификации оказала огромное влияние на развитие этой науки. Опираясь на опыт отечественной школы фортификации, используя могучую технику нашей страны, непрерывно совершенствуясь, развивается и военно-инженерная служба Советской Армии. СОЗДАТЕЛИ РУССКОГО ВОЕННОГО ФЛОТА В 860 году, после того как Византия нарушила договоры о дружбе с Русью, на Царьград — ныне Константинополь — двинулось через Черное море 200 ладей под руководством киевских князей Аскольда и Дира. Целью похода было восстановить попранные интересы страны. Русские войска склонили Византию к миру в 867 году после следующего похода. В морском походе князя Олега на Византию в 907 году участвовало уже 2 тысячи ладей — огромнейший по тому времени военный флот. Летописи передают легенду об исключительно интересном военном маневре, который применили войска Олега в этом походе. Когда парусные ладьи подошли к византийской столице, осажденные греки, чтобы не подпустить врага к городу, перекрыли вход в порт. Русские не растерялись: они повернули свои суда и пристали к берегу в стороне от Царь- града. Ночью воины вытащили ладьи на берег... А ранним утром, когда свежий морской ветер начал трепать флаги над царьградскими стенами, греки увидели необычайное зрелище, вселившее панику в их ряды: прямо к городу по земле, раздув паруса и распустив боевые знамена, переваливаясь на ухабах, как на волнах, в полной боевой готовности шли корабли. Воины Олега за одну ночь поставили ладьи на колеса. Потрясенные греческие войска прекратили сопротивление. Русский щит был укреплен на вратах Царьграда. При следующих шести походах на Византию, как сообщают летописи, не раз «русские корабли без числа покрывали собой море». Немудрено, что после этого во многих старинных рукописях и хрониках Черное море так и именовалось «Русским морем». Древний русский флот плавал не только по Черному морю. Русские мореходы бывали и на Средиземном море. В 914 году русские войска на 500 судах спустились по Волге в Каспийское море. В те же годы новгородцы плавали по Белому морю и Ледовитому океану. 343
Первый русский военный корабль Каким же был в то время русский флот? Для долгого речного плавания служили в Киевской Руси струги, чаще всего плоскодонные; для морского — ладьи или набойные лодки, сделанные из досок. Благодаря исключительной смелости и мужеству мореходов этот флот с успехом совершал далекие плавания. Во многих странах признавалось могущество древнего русского флота. Английский морской писатель Джейн в книге, вышедшей в конце XIX века, «Русский флот в прошлом, настоящем и в будущем» Т писал: «Русский флот, который считают сравнительно поздним учреждением, основанным Петром Ве- Орел^.ликим, имеет в действительности большие права на древность, чем флот британский. За столетие до того, как Альфред построил британские корабли, русские суда сражались в отчаянных морских боях. Тысячу лет назад первейшими моряками своего времени были они — русские». Так представитель страны, всегда считавшейся великой морской державой, на основании исторических фактов дал высокую оценку русскому флоту. Монгольское иго отрезало Русь от южных морей. Выхода в Балтийское море Россия также не имела. На столетия было задержано развитие русского кораблестроения. Только после свержения ига постепенно стало возрождаться русское караблестрое- ние. В 1667 году был построен первый мощный военный корабль «Орел». Необходимость для страны иметь флот очень хорошо понимал Петр I. «Который едино войско имеет, едину руку имеет, а который и флот имеет, обе руки имеет», — говорил он в своем «Морском регламенте». Много времени и энергии было уделено в те времена созданию военного флота — этой второй, крайне необходимой России «руки». Русские мастера строили корабли в Петербурге, Архангельске, Охотске, под Москвой, в Воронеже. В Воронеже в 1696 году началась постройка галерной флотилии для военного похода на Азов, занятый в то время турками. Флагманский корабль ция». «Предесцина- 344
Тысячи плотников были собраны со всего государства на воронежские верфи Всю зиму стучали топоры, звенели пилы, дымились костры под Воронежем. Круглые сутки кипела работа. Весной на Азов двинулся морской караван с войсками, состоявший из 30 многовесельных галер. В битве под Азовом турки были разгромлены. Всего для Азовского флота при Петре I было построено 67 линейных кораблей и фрегатов, столько же галер, брандеров и тысячи бригантин. Талантливые корабельные мастера Феодосии Скляев и Лукьян Верещагин умело руководили постройкой Воронежского флота и, в частности, 58-пушечного флагманского корабля «Предесцинация». Это было наиболее совершенное судно своего времени. Для устойчивости русские мастера оборудовали его особым выдвижным килем. Созданный при Петре I мощный флот помог овладеть Балтикой. В трех знаменитых сражениях, навсегда вошедших в историю морских битв, — у полуострова Гангут, в Гренгамском заливе и между островами Эзель и Готланд, — русский флот одержал полную победу над шведским. Европа вынуждена была признать Россию великой морской державой. Боевые корабли русского флота. ♦ * * Новая пора в истории флота наступила с появлением кораблей из металла. Многих выдающихся строителей военного флота дала Россия. Навсегда вошли в историю техники имена таких кораблестроителей, как Петр Акиндинович Титов, Иван Григорьевич Бубнов, адмирал Степан Осипович Макаров и академик Алексей Николаевич Крылов — крупнейший специалист корабельного дела, основатель теории непотопляемости судна. Их вклад в историю отечественного кораблестроения оказал огромное влияние и на развитие кораблестроения за рубежом. Петр Титов (1843—1894), сын крестьянина, не получивший систематического образования, благодаря исключительным способностям стал ведущим судостроителем своего времени, крупнейшим авторитетом для судостроителей не только России, но и Западной Европы. В восьмидесятые годы прошлого столетия, когда развернулось творчество Титова, Россия начала 345
строить корабли уже не из железа, а из стали. Дело это было совершенно новое. Сколько умения, изобретательности, истинного технического новаторства было вложено Петром Акиндиновичем Титовым в создание стальных кораблей, таких, как «Витязь» и «Рында»! Сложнейшие вопросы постройки огромного боевого корабля решались так оригинально, просто и смело, что это поражало самых опытных строителей. Даже такие широко распространенные работы, как клепка листов, чеканка швов, сверление и зенковка отверстий, производились, по указанию Титова, новаторскими приемами. Известный французский инженер академик де-Бюсси, посетив в 1891 году руководимое Титовым строительство крейсера «Наварин», сказал: «Я сорок восемь лет строил суда французского флота, я бывал на верфях всего мира, но нигде я столь многому не научился, как на этой постройке». Интересен творческий путь Петра Титова. Он сооружал первые подводные лодки, первые броненосцы, руководил работами по реконструкции и восстановлению судов и везде вносил свое, новое. На закрытом конкурсе по составлению проекта броненосцев Титов в 1892 году опередил всех дипломированных инженеров. Из десятков проектов, поступивших на конкурс, первые две премии получили проекты кораблей под девизом «Непобедимый» и «Кремль». Когда члены технической комиссии вскрыли конверты, чтобы узнать, кто конструктор этих замечательных судов, они были поражены: под обоими проектами стояло имя Петра Акиндиновича Титова. Иван Григорьевич Бубнов. Крупнейшие нововведения в строительство судов внес И. Г. Бубнов (1872—1919). Еще в 1898 году профессор Иван Григорьевич Бубнов, автор общеизвестного курса по строительной механике корабля, разработал продольную систему постройки судов. Эта система значительно ускорила строительство кораблей. Позднее Бубнов предложил устанавливать на кораблях переборки с гофрированной обшивкой: они давали значительную экономию в весе корабля, не уменьшая при этом его прочности. В 1908 году были объявлены итоги конкурса на разработку мощных военных кораблей — дредноутов. Этот конкурс проводился русским правительством. Царские чиновники привлекли к конкурсу, помимо русских 346
заводов, б английских, 4 германских, 4 французских, 4 американских и 2 итальянских кораблестроительных завода. Из 51 варианта проектов новых линейных кораблей был выбран один — типа «Севастополь». Он принадлежал И. Г. Бубнову. Не только новые конструкции создавались нашими кораблестроителями. Они внедряли новые методы производства, новые материалы в кораблестроении. Применение электросварки при изготовлении судов впервые в мире было предложено профессором В. П. Вологдиным. Ныне сварка в судостроении получила чрезвычайно широкое распространение. Применение в 1895 году для постройки миноносца «Сокол» никелевой стали, значительно облегчившее всю конструкцию корабля, открыло дорогу использованию в судостроении специальных качественных сталей. Имя Алексея Николаевича Крылова (1863—1945) знакомо судостроителям всего мира. Будучи на двадцать лет моложе Титова, Крылов начал свой путь кораблестроителя его учеником. Глубокое проникновение в теорию сочеталось у Крылова с исключительной способностью применять теоретические исследования для решения насущных задач. Трудно рассказать о многосторонней деятельности этого замечательного человека. К чему бы ни прикладывал свою руку «адмирал корабельной науки», все это немедленно оживало, развивалось и получало необходимое техническое разрешение. Впервые Крылов полно исследовал качку корабля. Работы великого ученого объяснили, почему корабль хорошо или плохо держится на волнах, как он должен быть рассчитан. За свое исследование Крылов получил в 1898 году золотую медаль Общества корабельных инженеров. Во всех судостроительных школах мира был введен курс качки корабля, в основе которого лежат труды русского ученого. Сделав практические выводы из своего теоретического исследования, Крылов разработал проект специального успокоителя парохода при качке — особый жироскопический прибор, использующий свойство волчка сохранять свое положение. Такую же систему жироскопа в свое время предложил американец Сперри. Крылов исследовал явления вибрации судна от работающих на нем двигателей и первый указал на ее причину — известное теперь явление резонанса. Дело в том, что металлический остов корабля можно уподобить огромному камертону со своим периодом колебаний. Когда периоды колебаний судна и его двигателя совпадают, вибрация колоссально увеличивается, пребывание на корабле становится невыносимым. Такие колебания разрушающе действуют на судно. Найдя причину вибрации, Крылов указал и способы ее уничтожения. Вибрация судов — наука, обязанная своим возникновением А. Н. Крылову. Самым крупным и смелым исследованием русского ученого явилось изучение остойчивости и непотопляемости корабля, проведенное совместно с адмиралом С. О. Макаровым. Это учение принято ныне кораблестроителями всех стран как необходимейшее теоретическое ору- 347
Алексей Николаевич Крылов. втсехи затопленные • результате попадания горпеды Населенно затопленные протиюположные отсеки Отсеки, затопленные ■ результате попадания торпеды Искусственно затопленные отсеки' жие; оно помогло сохранить многие тысячи человеческих жизней. Раньше, до введения в жизнь предложения русских кораблестроителей, поврежденный корабль сначала накренялся в сторону пробоины, а затем под действием даже слабой качки и вовсе переворачивался килем вверх, так как остойчивость его на воде резко нарушалась. Именно так погиб в 1912 году океанский пароход «Титаник», наскочивший ночью на ледяную глыбу. Около полутора тысяч человек утонуло в ту трагическую ночь. Теперь, следуя указаниям Крылова и Макарова, кораблестроители разбивают корпуса военных, пассажирских и грузовых кораблей на несколько водонепроницаемых отделений, так называемых отсеков. В случае повреждения судна вода, вливаясь сквозь пробоину, заполняет не весь трюм парохода, а только один или несколько его отсеков. Крылов предложил крайне смелое, но в то же время и крайне простое нововведение: искусственно затоплять отдельные отсеки поврежденного судна. Внешне это выглядит неправдоподобно. Зачем дополнительно затоплять корабль, в который и без топ> сквозь пробоину ворвалась вода? Однако смелая идея, впервые выдвинутая Крыловым, имела под собой реальное основание. Затопляя посредством системы труб и клапанов отсеки, противоположные тем, которые получили пробоину, можно выровнять судно, и хотя оно несколько глубже будет сидеть в воде, но зато вновь приобретет остойчивость. Корабли всего мира пользуются сейчас крыловскими «Таблицами непотопляемости», благодаря которым команда судна, получившего пробоину, может быстро произвести «спрямление» и дойти до ближайшего порта. Алексей Николаевич Крылов на протяжении нескольких лет перед первой мировой войной возглавлял кораблестроение в России. Он был инспектором кораблестроения и председателем Морского технического комитета. Именно в те годы по своим военно-морским и техническим качествам наш военный флот занял одно из ведущих мест в мире. Прямолинейный, неподкупный нрав великого кораблестроителя был —7 чужд порядкам, царившим в мор- ^ ском министерстве. Было сделано все, чтобы Крылов ушел с руководящего поста. Так по методу Крылова осуществляется выравнивание осадки поврежденного судна. выраженный крен Выр'ааненный крем выравненный диференл Невыраженный дифер§нт 348
Одн'ако даже за немногие годы руководства строительством русского флота Крылов поднял его на большую высоту. В своих воспоминаниях Крылов говорит: «Прошло 25 лет с тех пор, как эти линейные корабли вступили в строй. Все иностранные сверстники наших кораблей давно обращены в лом, наши же гордо плавают по водам Балтийского и Черного морей». Советские линейные корабли «Октябрьская революция» и «Севастополь» построены под руководством академика Крылова; они были затем модернизированы и участвовали в Великой Отечественной войне. А. Н. Крылов прожил долгую и плодотворную жизнь, но именно В советское Время его многолетний Степан Осипович Макаров. труд был высоко оценен. «За выдающиеся достижения в области математических наук, теории и практики отечественного кораблестроения, многолетнюю плодотворную работу по проектированию и строительству современных военно-морских кораблей, а также крупнейшие заслуги в деле подготовки высококвалифицированных специалистов Военно- Морского Флота» академику Крылову было присвоено звание Героя Социалистического Труда. Прекрасные военные корабли созданы нашими 'советскими кораблестроителями. Стальной грудью рассекают морские гиганты волны морей и океанов. В их мощи, в их быстроходности, в их совершенстве заложен труд «адмирала корабельной науки» А. Н. Крылова. Вместе с А. Н. Крыловым плодотворно работал над теорией непотопляемости корабля знаменитый русский ученый, флотоводец и изобретатель адмирал Степан Осипович Макаров. Тридцатилетний опыт великого флотоводца лег в основу теории непотопляемости. Совершенные способы заделки пробоин, организация водоотливных средств на корабле, автоматизация перекрытия внутренних сообщений при появлении в судне пробоины — все эти предложения С. О. Макарова применяются сейчас в том или ином виде на морских судах. Заслуги Макарова общеизвестны. 349
Советский народ высоко ценит* научную и исследовательскую деятельность выдающегося флотоводца Степана Осиповича Макарова, послужившую развитию отечественного кораблестроения. Давно мечтали люди освоить подводное пространство. В разные годы в разных странах создавались проекты подводных судов, делались попытки построить их. Свыше двух веков назад в России был сделан проект подводной лодки. В 1718 году крестьянин подмосковного села Покровское Ефим Никонов предложил построить «потаенное судно», которое может идти в воде «потаенно и подойти под военный корабль под самое дно». Никонов подал челобитную Петру I и был после этого вызван в Петербург. Ему предложили изготовить опытную модель и испытать ее. Осенью 1720 года состоялось испытание модели подводной лодки. Она прекрасно держалась на воде, погружалась на желаемую глубину и легко двигалась под водой. Решено было строить «потаенное огненное судно» нормального размера. Два года строилось оно под руководством талантливого самоучки. Из дерева, обшитого кожей, был изготовлен на Галерном дворе в Петербурге корпус первой подводной лодки. В 1724 году в присутствии Петра I «потаенное судно» начали спускать в воду, однако во время спуска его повредили. Испытание пришлось отложить. После смерти Петра изобретению Никонова перестали уделять внимание, и настойчивость Никонова только навлекла на него опалу. Его разжаловали из корабельных мастеров в простые адмиралтейские работники и сослали на астраханскую верфь. «Потаенное судно» так и не было испытано в море. Однако идея Никонова продолжала жить. Несколько лет назад в Центральном военно-историческом архиве в Москве был найден исключительно интересный документ, относящийся к 1829 году. Это «Дело по просьбе содержавшегося в Санкт-Петербургской крепости минского дворянина Черновского об испытании изобретенного им подводного судна». Из документов, находящихся в этом деле, можно установить, что проект Черновского был составлен весьма подробно. Изобретатель еще в те далекие годы разработал ряд принципиальных положений, которые приняты на современных подводных лодках. Так, Черновским была предложена рациональная форма подводного корабля, испытывающая при движении наименьшее сопротивление воды, — цилиндр с усеченными конусами по концам. Изобретатель выдвинул также принцип маскировочной окраски судна. Подводная лодка Шильдера 350
Почти через сто лет после Никонова, в 1834 году, по проекту генерала русской армии Александра Андреевича Шильдера была построена и опробована подводная лодка новой конструкции водоизмещением в тысячу пудов. Матросы гребли специальными веслами, устроенными наподобие гусиных лап, и лодка двигалась. Лодка имела две башни с люками. Первый перископ с отражательными стеклами, специальная труба для забора свежего воздуха с поверхности, гири для всплытия и погружения лодки указывают на детальную ее разработку. Подходя к днищу вражеского судна, лодка должна была вонзать в него гарпун с миной. Взрыв осуществлялся электрическим способом после того, как лодка отходила от неприятельского корабля на длину электровзрывающих проводов. Постепенно подводные лодки принимали все более современный облик. Изобретатель Иван Федорович Александровский двадцать пять лет работал над проектом оригинального подводного судна, приводимого в движение сжатым воздухом, запасенным в особых резервуарах. По его проекту была построена лодка значительного водоизмещения, на которую назначили специальную военную команду из 23 человек под руководством капитана Рогуля. Это была подлодка, действовавшая с помощью сжатого воздуха. Ныне в подводном флоте всех стран используется сжатый воздух для всплытия корабля. Еще через несколько лет, в 1887 году, в России была построена по проекту инженера С. К. Джевецкого подводная лодка с электрическим двигателем. Электромотор мощностью в одну лошадиную силу питался от огромной аккумуляторной батареи. Заряда ее хватало на два часа, — за это время лодка могла пройти под водой около 14 километров. Значительный интерес представляет проект «водобронного миноносца»— подводного корабля водоизмещением 150 тонн. Для надводного хода предусматривалась установка паровой машины, для движения под водой — электрические аккумуляторы и электромоторы. Это был проект подводной лодки с двумя двигателями — надводным и подводным. «Водобронный миноносец» демонстрировался в 1892 году на Всемирной выставке в Париже. Через несколько лет проект «ВОДОбрОННОГО МИНОНОСЦа» был усо- Плавучая база для подводной лодки вершенствован русскими конструк- Шильдера. торами; паровую машину предложено было заменить двигателем внутреннего сгорания. В 1889 году молодой инженер Апостолов предложил строить подводные корабли с водонепроницаемыми переборками. Ныне все подводные лодки мира применяют отсеки, значительно повышающие живучесть подводных судов. В 1903 году русские подводники открыли целую эпоху в строитель- 351
стве мирового подводного флота: на подводной лодке «Дельфин», заложенной в 1902 году по проекту известного кораблестроителя И. Г. Бубнова, а затем на всех подводных судах типа «Касатка» был установлен двигатель внутреннего сгорания. Теперь во всех странах подводные лодки приводятся в движение двигателями внутреннего сгорания на поверхности воды и электромоторами, питающимися от аккумуляторных батарей, под водой. Сжатый воздух применяется для всплытия подводной лодки и для движения торпед. Водонепроницаемые переборки увеличивают живучесть подлодки. * * * В Советском государстве в результате индустриализации страны создана мощная судостроительная промышленность. Могучий советский флот с честью сражался в Отечественной войне. На Балтийском, Черном и Баренцевом морях, на Волге, Дунае и Днепре советские моряки за годы войны вписали новые страницы в книгу русской морской славы. БОЕВАЯ АВИАЦИЯ Авиация — одна из наиболее молодых отраслей техники. Однако развитие ее протекало так бурно, что сейчас уровень развития авиации характеризует в значительной степени общий технический уровень страны. Рассказывая о творцах транспорта, мы подробно останавливались на работах основоположников и теоретиков самолетостроения. Говоря же о творцах русской военной авиации, мы расскажем о том, как мысль русских конструкторов и летчиков превращала авиацию в мощное оружие. Как мы знаем, овладение воздушным океаном началось с воздушных шаров. Вот что писал 11 декабря 1787 года русский дипломат о возможном военном применении воздушных шаров: «...если в подлинную до сего совершенства доведены будут таковые путешествия, то многие вещи на свете возьмут свой оборот, а наипаче политические и коммерческие дела; в рассуждении скоропостижного сношения равномерно и военная сила и движение не могут быть скрыты от верного исчисления и применения, и не будет никакой крепости, которой не можно было бы овладеть через угрозы с воздушных машин метанием огненных материй, каковых потушить невозможно». В 1812 году, во время нашествия Наполеона, была предпринята попытка применить воздушные силы для бомбежки армии неприятеля. С управляемых воздушных шаров предполагалось сбрасывать ящики с порохом. Основным препятствием развитию военного воздухоплавания являлась неуправляемость воздушного шара. Поэтому очень рано мысль изобретателей устремилась к созданию управляемых аэростатов. Еще в 1849 году русский инженер Третесский предложил проект управляемого воздушного корабля сигарообразной формы — далекого предка современных дирижаблей. Военный инженер выдвинул две 352
исключительно интересные мысли, которые нашли применение в будущем. Его аэростат был разбит внутри на отседи, чтобы газ нр мог выйти из аэростата в случае его повреждения. Приводить аппарат в движение должен был особый двигатель реактивного типа. Другой интересный проект выдвинул капитан первого ранга Со ковнин. Он спроектировал дирижабль, состоящий из отдельных отсеков, с наружной жесткой оболочкой. Чтобы облегчить конструкцию аппарата, Соковнин предложил использовать для каркаса стальные трубы,, а двигатель делать из алюминия. Как известно, пустотелые конструкции и легкие сплавы алюминия являются сейчас основой авиастроения. Кроме того, изобретатель предложил наполнять аэростат легким негорючим газом. Отсутствие должной поддержки не позволило смелому изобретателю осуществить эту передовую идею. К сожалению, так было и с многими другими проектами. Военное ведомство не поддерживало передовых русских изобретателей. Председатель Всероссийского аэроклуба граф Стенбок-Фермор на просьбу изобретателя И. С. Костовича о помощи ответил так: — Пусть едет в Америку. Если действительно полетит, мы встретим его с триумфом... А Костович изобрел «воздушный локомотив», который имел в себе все элементы современного дирижабля. И просил он всего лишь небольшой помощи на то, чтобы закончить начатое по подписке строительство своего «воздушного локомотива «Россия». Дирижабль был построен, но лишенный средств изобретатель не смог собрать уже построенные части летательного аппарата. Они были сложены в сарай, где пролежали свыше десяти лет и в конце концов погибли. Несмотря на неблагоприятные условия работы, русские новаторы воздухоплавания продолжали свое творчество. Воздушные шары и дирижабли не получили широкого распространения в военном деле. Их вытеснили изобретенные позже аппараты тяжелее воздуха — самолеты. Мы уже знаем о том, как русским изобретателем Александром Федоровичем Можайским был построен самолет. Можайский предвидел, что его аэроллан «мог принести государству громадную пользу в военном отношении». Военное значение аэроплана было оценено и другими русскими изобретателями, создавшими интересные конструкции военных самолетов. В 1909 году был построен самолет, который имел бронированную кабину, пулемет и прибор для бомбометания. Мотор с толкающим винтом был установлен за спиной летчика и не мешал ему обозревать местность. Самолет легко разбирался на отдельные части для транспортировки его к месту полета. Этот самолет был первой двухфюзеляжной машиной с хорошими летными качествами. На специальном конкурсе, проводившемся в 1912 году на военные самолеты, лучшим по сравнению со всеми машинами был признан самолет конструкции выдающегося изобретателя Я- М. Гаккеля, имя которого Русские самолеты: двух* килевый аэроплан «Русский витязь», тяжелый самолет и летающая лодка Григоровича. 23 Рассказы 353
Схема, созданная Ко- телъниковым для изготовления парашюта. Схема «мертвой петли», нарисованная Нестеровым сразу же после ее выполнения в воздухе. вылета ЮОО-1оо>МА*г!ро6% 7Т777777Г7ГТ уже известно читателям по другим разделам книги. Это был фюзеляжный биплан с тянущим винтом. По такой схеме строились самолеты вплоть до тридцатых годов нашего столетия. Мы уже рассказывали о том, что летавший четырехмоторный самолет был построен в России в 1913 году. Это был «Русский витязь». Самолет успешно прошел испытания: имея на борту семерых пассажиров, он продержался в воздухе около двух часов. Это был рекорд продолжительности полета. Вслед за «Русским витязем» на Русско-Балтийском заводе была построена серия многомоторных самолетов-гигантов «Илья Муромец». Эти самолеты использовались в первой мировой войне в качестве бомбардировщиков. Они поднимали по полторы тонны бомбового груза. На четырех моторах мощностью по 150 лошадиных сил тяжелые бомбардировщики развивали скорость до 100 километров в час. Затем мощность моторов 0ыла увеличена. На этих самолетах впервые производились опыты полета с одним выключенным мотором. Таким образом, самолеты этой серии имели почти все особенности современных крупных самолетов- бомбардировщиков. В те же годы талантливым конструктором Д. П. Григоровичем была создана «летающая лодка». Двухместная лодка постройки 1914 года показала скорость до 125 километров в час. Самолеты такого типа обладали хорошими летными качествами. Эти самолеты положили начало нашей военно-морской авиации. Небезынтересно отметить, что в нашей стране была осуществлена двусторонняя радиосвязь самолета с землею. Это произошло в 1911 году в Петербурге, когда Сокольцев и Панкратов добились устойчивой радиосвязи с летающим самолетом. На летающей лодке Григоровича во время первой мировой войны также была установлена воздушная радиостанция, связывавшая воздух с водой. Устанавливал и испытывал ее молодой конструктор Т. С. Бер- сеньев. Таким образом, была доказана полная возможность использования радиостанции на самолетах сухопутного и морского типов. В наши дни радиотехника, как известно, широко внедрена в авиацию. Следует рассказать еще об одном выдающемся авиационном изобретении — ранцевом парашюте. О парашюте мечтал когда-то знаменитый итальянский ученый и художник Леонардо да Винчи, набрасывая карандашом схему его конструкции. Принцип действия парашюта, использующего упругость воздуха для торможения при свободном падении, был известен очень давно. В старинной русской летописи рассказывается о парашюте, сделанном в XVIII веке поповским сыном Симеоном. Известны парашюты, применявшиеся на воздушных шарах в качестве аттракциона. Воздухоплавателями парашюты использовались как средство спасения. С первых же дней существования авиации встал вопрос о создании спасательного средства для летчиков, управляющих самолетом. 354
Ранцевый парашют, отвечавший всем требованиям авиации, был создан в 1911 году Глебом Евгеньевичем Котельниковым, запатентовавшим свое изобретение под названием «РК-Ь> (русский, котельниковский — первая модель). К заявлению изобретателя было приложено «Описание спасательного ранца для авиаторов с автоматически выбрасываемым парашютом». Ранец состоял из коробки, в которой находились сложенный парашют и стропы. Парашют выбрасывался из коробки с помощью пружин. Котельников разделил стропы парашюта на две группы; это дало возможность летчику при падении с парашютом выполнять скольжение и развороты в любом направлении. Изобретение Котельникова стало образцом для всех парашютов. Разнообразные испытания парашюта, проводившиеся под Петербургом, дали блестящие результаты. Военное ведомство, куда были представлены результаты испытания, затянуло вопрос о массовом изготовлении парашютов. Лишь в конце июля 1914 года Котельникову было заказано 70 парашютов для летчиков боевых самолетов «Илья Муромец». Несколько десятков лет применяется в авиации парашют конструкции Котельникова. Много людей спасли жизнь, пользуясь его изобретением. Значительно усовершенствованный советскими изобретателями, парашют Котельникова и сейчас используется в нашей авиации. Сложное дело — построить самолет, глубоко изучив теорию. Нужно еще раскрыть возможности самолета, использовать их, закрепить их за машиной. Это требует напряженной творческой работы от летчика. Россия — страна смелых и талантливых летчиков. Революцию в пилотировании самолета произвел знаменитый военный летчик Петр Николаевич Нестеров (1887—1914). Он ясно понял, что известный нам термин «воздухоплавание» слишком узок для возможностей самолета. Это далеко не плавание... Аэроплан не должен двигаться в воздушной стихии, подобно кораблю на воде: он может находиться в полете уверенно в любом положении, подобно птице в воздухе, ибо «воздух везде опора». Для доказательства этой мысли Нестеров произвел свой знаменитый опыт: 27 августа 1913 года в Киеве он сделал «мертвую петлю» в воздухе. Разогнав самолет на спуске, Нестеров резко поднял его вверх, потом запрокинул машину на спину так, что сам летчик несколько мгновений висел вниз головой, и снова вывел машину в обычный полет. Знаменитая «петля Нестерова» явилась историческим событием в авиации, она положила начало высшему пилотажу. После Нестерова петлю в воздухе повторили многие летчики. В конце 1913 года морской летчик И. И. Кульнев на гидросамолете русской конструкции окончательно закрепил это достижение высшего пилотажа. Еще одна фигура высшего пилотажа — «штопор» — была теоретически рассчитана и выполнена нашим летчиком. Военный летчик Константин Константинович Арцеулов в сентябре 1916 года в Севастополе Самолет 'делает тет« лю Нестерова» и «штопор» Арцеулава. 23* 355
искусственно ввел самолет в «штопор». «Штопор» считался тогда безнадежным положением машины. Самолет, вращаясь вокруг своей оси, с головокружительной скоростью устремился к земле. Казалось, гибель ждала смельчака. Но расчеты Арцеулова, проделанные им перед полетом, были правильными. Летчик умело перевел вращавшуюся машину сначала в пикирование, а затем и в горизонтальный полет. Через несколько минут самолет спокойно приземлился. Впервые «штопор» был побежден. Сейчас «петля Нестерова» и «штопор» — обычные фигуры пило- Петр Николаевич Нестеров. тажа> Но тридцать ПЯТь лет назад, когда самолеты были хрупкими и неустойчивыми, а летчики почти «на ощупь» познавали возможности машины, «петля Нестерова» и «штопор» Арцеулова были подвигом, открывшим новый путь к освоению воздушной стихии. Ровно через год после исторического полета с «мертвой петлей» Нестеров снова продемонстрировал непревзойденное мужество и бесстрашие. Во время налета вражеской авиации он направил свой самолет на вражескую машину с целью ударить ее и сбить. Удар получился более сильный, чем рассчитывал летчик. Неприятельский самолет был уничтожен, но не выдержала удара и машина Нестерова... Великий русский летчик положил начало новой тактике воздушного боя — тарану. СУХОПУТНЫЕ КРЕЙСЕРЫ Танки были созданы и применены во время первой мировой войны. Мощная огневая сила, подвижность и защищенность броней не только от ружейно-пулеметного огня, но и от малокалиберной артиллерии сделали танки одним из самых действенных видов оружия. После того как был создан мощный двигатель внутреннего сгорания и изобретены гусеничные движители, идея первого танка буквально носилась в воздухе. Поэтому попытки создать танк были сделаны почти одновременно во многих государствах. Исключительная косность царского правительства, недооценка им нового вида оружия привели к тому, что почин русских изобретателей танка, выдвинувших конструкцию такой машины, не был в достаточной мере поддержан. * * * Каковы предшественники подвижной боевой машины в России? В XVI веке сибирские казаки широко применяли так называемые подвижные острожки, представлявшие собой защищенные от вражеских стрел и копий повозки на колесах. Внутри повозок, скрытые за бор- 356
тами из толстых дубовых досок, находились вооруженные воины. Они катили свой боевой острожек по направлению к врагу до полного с ним сближения, не неся при этом потерь. В этой неуязвимой казацкой боевой машине сочетались воедино подвижность и ударная сила. Ощетинившиеся стрелами и пиками, острожки сибиряков были своеобразными деревянными танками. Во времена Ивана Грозного, при знаменитом штурме Казани в 1552 году, применялись уже подвижные осадные башни, вооруженные пушками и пищалями. Эти башни, названные благодаря своей подвижности гуляй-городом, представляли собой многоэтажную самоходную крепость. Обычно гуляй-город в разобранном виде следовал за войсками в обозе. При осаде крепостей подвижная установка составлялась из деревянных щитов, скрепляемых железными скобами в хорошо защищенную многоэтажную башню-сарай, оскалившуюся на врага орудиями сквозь узкие щели — бойницы. Боевая команда гуляй-города состояла из нескольких десятков человек. Руководил командой осадной башни гуляйный воевода. В пушечном дыму и пищальном огне медленно ползли на вражеские укрепления тяжелые и неповоротливые, обмазанные глиной для защиты от огня гуляй-города — сухопутные крейсеры далекого прошлого. Бурное развитие артиллерии в последующие годы и увеличение ее пробивной силы заставило отказаться от подобных деревянных установок. Прошли долгие столетия до того, как военная техника смогла вернуться к идее создания боевой машины. Основные качества современного танка: его вездеходность — машина свободно передвигается по полному бездорожью; его полное бронирование— машина неуязвима для пуль и снарядов малых орудий; наконец хорошая вооруженность. Вездеходность современного танка достигнута благодаря изобретению гусеницы: вес машины стал распределяться на большую поверхность опоры. Несмотря на грузность, машина легко ПРОХОДИТ даже ПО зыбкому, болотисто- Острожек сибирских му грунту. казаков. В главе «Новаторы транспорта», рассказывая о создании трактора в России, мы уже вели речь об отечественных изобретателях гусеничного хода — Загряжском, Блинове и других. Мощный двигатель, потребный для танка, тоже существовал. О создателях моторов говорилось в главе «Создатели двигателей». Мы знаем также о замечательных работах металлургов, освоивших производство брони. Мы знаем и о достижениях отечественных оружейников. Для создания танка необходимо было творчески объединить все эти достижения техники. 357
Сначала изобретатели занимались конструированием бронеавтомобилей. Эта боевая машина была построена в России Артиллерийским комитетом Главного артиллерийского управления и испытывалась в 1899 году. В качестве двигателя она имела еще паровую машину. Тяжелый танк, спроектированный В 1900 году уже известный В. Д. Менделеевым. нам изобретатель Б. Г. Луцкой создал проект и разработал чертежи бронеавтомобиля с бензиновым двигателем. С 1908 года бронеавтомобили стал выпускать Русско-Балтийский завод. Эти боевые машины не разрешили важную проблему вездеходно- сти. Тогда появилась идея создания вездеходной боевой машины — тяжелого танка. Незадолго до первой мировой войны, в 1911 году, в военное министерство поступило предложение о создании необычной боевой машины на гусеничном ходу. Автором предложения был сын знаменитого русского химика В. Д. Менделеев (1886—1929). Это был талантливый проект сверхтяжелого танка, конструкция которого на десятилетие опередила развитие танковой техники. Танк Менделеева, весивший 170 тонн и обслуживаемый командой из восьми человек, представлял собой огромную бронированную коробку, внутри которой были скрыты гусеницы для передвижения, двигатель и боекомплект для 120-миллиметровой морской пушки. Кроме пушки, танк был вооружен пулеметом, установленным в специальной выдвижной бронебашне, допускавшей круговой обстрел. Для передвижения бронированный корпус с помощью сжатого воздуха приподнимался над землёй, а гусеницы обеспечивали танку скорость до 24 километров в час. Размещение бензобаков в кормовой части корпуса, в особом отсеке под днищем, уменьшало опасность возникновения пожара. Четыре поста управления обеспечивали живучесть танку даже в случае гибели части его команды. Проект Менделеева отличался множеством смелых конструктивных решений, которые нашли применение в танковой технике гораздо позже. Так, опускание корпуса танка на грунт при стрельбе было применено в немецких самоходных артиллерийских установках в 1942 году. Применение сжатого воздуха для поднятия корпуса было использовано Легкий танк, создан- в первые годы второй мировой войны английскими конструкторами ный в России. на авиадесантных танках. Менделеев предусмотрел также возможность передвижения своего танка по железной дороге; для этого он мог быть поставлен на железные скаты. Технический комитет Главного военно-технического управления погубил талантливый проект Менделеева в бумажной волоките. Но бюрократам из военного министерства не удалось похоронить другой проект русского танка. 358
Один из конструкторов этого танка рассказывает, как он пришел к идее «бронированного вездехода». «На поле шло учение новобранцев. Глядя на солдат, перебегавших цепью, я подумал: невеселая штука бежать в атаку под пулеметами врага. А что, если посылать на штурм окопов не людей, беззащитных против свинцового ливня, а машину, одетую в броню, вооруженную пулеметами. ...Конструктивное решение я увидел в постановке бесконечных лент, или гусеничных ходов, тракторного типа. Возник еще вопрос: как поворачиваться на лентах? Родилась идея: поворот производить на месте боковым соскальзыванием путем торможения одной из лент». В августе 1914 года на машиностроительном заводе в Риге было завершено конструирование этого танка. Танк был испытан в 1915 году. Для своего времени это была высокосовершенная боевая машина. Приводимый в движение двигателем внутреннего сгорания, этот танк развивал скорость до 25 километров в час. Он мог двигаться на колесах по дорогам и на гусеницах по бездорожью; свободно проходил через канавы шириною в 3 метра. Машина имела бортовые фрикционы, которые и сейчас применяются для поворота танка. Это устройство, явившееся развитием идеи Блинова, позволяло осуществлять независимое вращение правой и левой гусениц. Наконец танк имел водонепроницаемый кузов: он мог двигаться и по воде — был танком-амфибией. В том же году, когда делали танк в Риге, в Москве группой военных изобретателей, возглавляемой капитаном Н. Н. Лебеденко, был создан танк, конструкция которого была основана на других принципах. В создании этой машины принимали участие «отец русской авиации» Н. Е. Жуковский и группа молодых талантливых инженеров. Вот как один из них описывает историю строительства танка Лебеденко: «Однажды меня пригласил к себе Лебеденко, запер двери в кабинет и на ухо сказал: — Мне рекомендовал вас профессор Николай Егорович Жуковский как способного конструктора. Согласны ли вы разработать чертеж изобретенного мною танка? При помощи таких танков в одну ночь будет совершен прорыв всего германского фронта... Предложение было заманчиво, и я согласился. — Так вот, — сказал Лебеденко, — мы будем строить танк вроде трехколесного велосипеда, с двумя большими 10-метровыми колесами впереди. При сравнении с экипажем окажется, что если можно переехать через яму в 20 сантиметров, то колесо, имеющее диаметр в 10 метров, может перекатить через любой окоп...» Вездеходность машины Лебеденко была основана на давно изве- Колесный танк-гигант капитана Лебеденко. Один из первых советских танков, построенных на Сормовском заводе. 359
стном принципе: чем больше колеса, тем легче они проходят по бездорожью и через канавы. Лебеденко решил установить броневую башню своей бежевой машины на гигантских стальных колесах. Лебеденко сделал деревянную модель своего танка и демонстрировал ее в кабинете царя. Танк-игрушка легко взбирался на огромные тома «Свода законов», разбросанные по столу. Изобретение было «высочайше» одобрено. Сорок конструкторов приступили к детальной разработке проекта невиданной машины. Уже в мае 1915 года все рабочие чертежи были сделаны и с целью соблюдения тайны направлены на несколько разных заводов, работники которых не знали, куда пойдут изготовленные ими части. В дремучем лесу под Дмитровом была выбрана поляна с высокой березой посредине. Вокруг нее выкорчевали 150 гектаров леса и создали площадку для сборки и испытания танка. В августе танк собрали. Железный гигант произвел на окружающих огромное впечатление. Громадные передние колеса танка поднимались до половины высоты березы. Между колесами находилась броневая башня, от которой спускалась к земле стальная ферма — хвост с рулевым колесом-катком. Интересно была выполнена передача усилия от мотора на колеса- гиганты. Два автомобильных колеса, взятых с мощного грузовика, зажимали обод с обеих сторон. Усилие передавалось за счет силы трения автомобильных шин о металлический обод. На гигантском вездеходе, весившем около 40 тонн, были установлены два бензиновых мотора, в 240 лошадиных сил каждый. Строители приступили к испытанию своего детища. Завели мотор. Стальная громада сдвинулась с места и уверенно пошла по целине. Вот она опрокинула и подмяла под себя огромную березу. Подкатив к краю испытательной площадки, машина остановилась. Болотистая почва засосала тяжелый задний каток. Это был первый и последний путь машины Лебеденко. Пока конструкторы занимались переделкой катка, увеличением мощности двигателей, военное министерство приказало прекратить работы над танком. Гигантский бронированный вездеход Лебеденко так и остался стоять в глухом лесу под Дмитровом. Следует отметить, что по такому же принципу конструировал свои вездеходные машины известный итальянский изобретатель Павези. В основу конструкции им был положен тот же принцип больших колес. Тракторы с огромными колесами использовались итальянскими войсками во второй мировой войне в качестве артиллерийских тягачей. Царское правительство не поняло значения танка и не поддержало начинаний русских танкостроителей даже в годы первой мировой войны. В советское время в нашей стране была создана мощная танкостроительная промышленность. Уже в 1920 году был изготовлен первый советский танк, а затем целая серия подобных машин. Эти танки успешно использовались на фронтах в борьбе с интервентами. Дальнейший путь советского танкостроения был путем побед отечественной техники. 360
подвиги РУССКИХ ПУТЕШЕСТВЕННИКОВ Еще сравнительно недавно, лет четыреста-пятьсот назад, огромная часть поверхности земного шара представляла собой для науки то, что на языке географии называется «белым пятном». На географических картах тех времен ученые уверенной рукой наносили лишь очертания Европы, части Африки, Западной Азии. О других землях и омывающих их морях и океанах были или самые отрывочные сведения, или вовсе ничего не было известно. В другом центре, где география также получила развитие задолго до начала нашей эры, в Китае, на картах была представлена более или менее подробно только Восточная Азия. Тоненькая ниточка изведанной земли связывала на тогдашних картах Европу и Восточную Азию. Это были маршруты китайских путешественников, достигших еще в I веке нашей эры берегов Каспийского моря, а позже — Персидского залива. Это были маршруты европейцев — Карпини, Рубруквиса, путешествовавших в Монголию с дипломатическими миссиями, Марко Поло, посетившего Китай. В те времена рост городов, развитие в них ремесла, налаживание товарообмена побуждали европейцев искать удобный прямой путь в Индию и Китай, о которых много чудесного рассказывали арабские купцы, посредничавшие в торговле между Европой и странами Восточной и Южной Азии. Эта мечта о пути к сказочным богатствам Индии и Китая, где, как казалось, было изобилие золота, слоновой кости, пряностей, шелка, заставила снарядить экспедиции, которые сделали важнейшие географические открытия. Плавание Христофора Колумба в 1492 году открыло острова Кубу и Гаити. Через шесть лет Колумб вступил на берег Южной Америки, хотя, как мы знаем теперь, он до самой своей смерти был убежден в том, что был в Индии, почти рядом с устьем Ганга. 361
Плавание Джона Кабота в 1497 году открыло остров Ньюфаундленд. А в следующем году его сын Себастьян Кабот достиг Северной Америки. Путешественник Васко да Гама в 1497—1499 годах проложил морской путь в далекую и желанную Индию. Наконец корабли Магеллана совершили первое в истории человечества кругосветное плавание, которое нанесло окончательный, сокрушающий удар по религиозным представлениям о строении Земли. Усилиями многих поколений путешественников с карты Земли были стерты «белые пятна». В славной плеяде открывателей новых земель и морей почетное место занимают русские путешественники и географы. Одно уже изучение территории нашей страны, самой большой в мире, представляет собой титанический труд. А русские землепроходцы и мореплаватели исследовали не только моря и земли России. Преодолевая пески и безводье пустынь, холод и льды Арктики, свирепые океанские штормы, головокружительные высоты гор, они устремлялись далеко за рубежи нашей Родины, их руками на карту мира нанесены новые моря и горы, реки и острова. В этой главе рассказывается только о некоторых, наиболее ярких эпизодах русских географических открытий. ЗЕМЛЕПРОХОДЦЫ Молва о чудесах и богатствах Индии, взбудоражившая головы итальянских и португальских купцов, дошла и до лежащей далеко на севере Твери — центра одного из великих русских княжеств. И здесь нашелся отважный человек, который в одиночку решил отправиться в загадочную страну. Этим человеком бы тверской купец Афанасий Никитин. В 1466 году, за четверть века до того, как Васко да Гама побывал в Индии, Никитин начал свое странствие. Он спустился по Волге до Каспия, пересек Каспийское море, Персию и, проплыв по Индийскому океану, в 1469 году высадился на западном берегу Индии, неподалеку от современного Бомбея. Три года путешествовал русский землепроходец по стране, о которой были самые фантастические представления. Например, в распространенном тогда в Европе немецком справочнике «Луцидариус» («Просветитель») об Индии говорилось, как о конце света. О реке Ганг справочник сообщал, что она вытекает из «горы Кавказской»; далее утверждалось, что в этой стране есть гора «Каспиниус». Для Никитина, как и для многих русских людей, знакомых и с Кавказом и с Каспийским морем, была очевидна фантастичность этих представлений. Никитин побывал не только в прибрежных районах, но и в глубине страны. Человек широко образованный, с пытливым умом и острым взглядом, он многое сумел увидеть, понять, оценить. Во время своего странствия Никитин вел дневники. «Хожение за три моря», как назвал русский землепроходец свои записки, пред- 362
Путь, пройденный Афанасием Никитиным. ставляет собой документ большой научной ценности. Вместе с тем, написанное живо и увлекательно, «Хожение» является выдающимся литературным памятником. Записки Никитина отличаются замечательной полнотой, точностью и объективностью. Этими качествами они превосходят многие последующие описания Индии. Русский путешественник Афанасий Никитин описал природу страны, особенности ее климата, растительный и животный мир. Подробно рассказал он о жизни индийского народа — о государственном устройстве страны, ее торговле и междоусобных войнах, архитектуре, ремеслах и сельском хозяйстве. Никитин располагал к себе собеседников прямотой, честностью, добрым обхождением, и ему открылись многие подробности жизни индийцев: домашний быт, верования, предания, сказки, обычаи. Ни к одной из национальных особенностей, даже самой непонятной для европейца, Никитин не относился с предвзятым мнением. Никитин предстает перед нами как горячий друг простого народа. Он с негодованием писал о несправедливостях, встреченных им, о потрясающей разнице между роскошью жизни богачей и нищетой тружеников. Читая записки Никитина, нельзя не дивиться той храбрости, стойкости и самоотверженности, которую проявил наш соотечественник. Во время путешествия он не раз подвергался тяжелым испытаниям. Местные царьки грабили его, заточали в темницы и даже угрожали продажей в рабство, требовали, чтобы он отказался от родины. Но ничто не могло сломить Никитина. Под чужими звездами путешественник думал о судьбах своей родины, которую раздирали тогда княжеские междоусобицы. Он мечтал о единстве русской земли. Характерно, что всюду он говорит о себе не как о тверитянине — представителе Тверского княжества, а как о русском. Повидав многие страны, по справедливости отметив их достоинства, Никитин высказал замечательную патриотическую мысль, исполненную светлой надежды: «А Русская земля — на этом свете нет страны, подобной ей, хотя бояре Русской земли несправедливы. Но да устроится Русская земля, и да будет в ней справедливость». Индийцам, внимание которых привлекал европеец («аж хожу куды, что за мной людей много, дивятся белому человеку»), он вдохновенно рассказывал о Руси. 363
Изучив записки Никитина, историк Н. М. Карамзин писал: «Индийцы слышали о ней (Руси) прежде, нежели о Португалии, Голландии, Англии. В то время как Васко да Гама единственно мыслил о возможности найти путь от Африки к Индостану, наш тверитянин уже купечествовал на берегу Малабара и беседовал с жителями». В 1472 году через Малую Азию и Крым Никитин вернулся на родину. Не дойдя до Твери, невдалеке от Смоленска путешественник скончался. Современники высоко оценили записки Никитина. Текст его записей был включен в летопись как один из важнейших документов. Впоследствии «Хожение за три моря» неоднократно переписывалось. Позже оно было опубликовано за границей. Имя русского путешественника по праву стоит на почетном месте в истории географических открытий. Важные географические открытия были сделаны в XV веке на Крайнем Севере. Земли и моря Севера, богатые пушным зверем и рыбою, издавна привлекали внимание русских людей. Летописи рассказывают, что новгородские дружины уже в начале XI века пересекли Уральский хребет и дошли до низовьев Оби. Позже, в начале XII века, русские селения стали возникать у Белого моря, а в середине XIII века и на мурманском побережье. Смелые русские мореходы из беломорских и печорских поселений проникали глубоко в Сибирь и Арктику, осваивая их просторы. Об этом, в частности, свидетельствуют многочисленные находки следов древних русских становищ в Сибири и на островах Арктики. Сохранилось известие о морском походе поморов в 1412 году в Северную Норвегию. А несколько позднее, в те времена, когда Афанасий Никитин устремился на далекий юг, поморы проложили морской путь в Сибирь. Одно из первых плаваний русских людей из Белого моря на запад, получившее широкую известность, — это поход в 1496 году «дьяка государева» Григория Истомы, посланного к королю Дании. Прямым путем, через Балтийское море, Истома идти не решился. В это время Швеция откололась от Дании, и плавание мимо шведских берегов было опасным. Истома, основываясь на опыте поморов, решил поискать другой путь. Отплыв на четырех судах из устья Северной Двины и пройдя Белое море, он направился на север, а потом на запад. Смелый замысел русского путешественника увенчался успехом: доплыв до Тронхейма, он достиг, затем Дании. Обогнув с севера Скандинавский полуостров, Истома доказал возможность морского пути с севера России в Западную Европу. Замечательное плавание Истомы было описано в тогдашней литературе. Сообщает о нем, в частности, Герберштейн, австрийский дипломат, приезжавший в Россию в те времена. Вслед за флотилией Истомы ходил не один русский корабль. Василий Власов прошел из Белого моря в далекую Испанию. Трижды 364
в начале XVI века плавал этим путем русский дипломат Дмитрий Герасимов. Один из участников походов русских мореплавателей по Ледовитому океану в Европу был автором еще более смелого проекта. В 1525 году русский посол в Италии Дмитрий Герасимов, будучи в Риме, высказал интересную гипотезу, подтвержденную впоследствии русскими исследователями. Герасимов утверждал, что, выйдя из Белого моря и повернув корабль на восток, можно обогнуть Азию и достигнуть морем Китая. «Достаточно хорошо известно, — говорил Герасимов, — что Двина, увлекая бесчисленные реки, несется в стремительном течении к северу и что море там имеет такое огромное протяжение, что, по весьма вероятному предположению, держась правого берега, оттуда можно добраться на кораблях до страны Китая, если в промежутке не встретится какой- нибудь земли». Эти слова записаны в «Книге о посольстве Василия, великого государя Московского, к папе Клементу VII», составленной со слов Герасимова писателем Павлом Иовием. О создании проекта Северного морского пути вокруг Азии в далекие страны — Китай и Индию в литературе остались и другие сведения. В начале XVI века приехавший в Аугсбург русский человек с картой в руках уверял тамошних ученых в возможности пути через Ледовитый океан к «Пряным островам», как тогда назывались острова Индо-Ма- лайского архипелага. По всей вероятности, этим русским и был Герасимов, посетивший Аугсбург в 1525 году. Советский географ М. С. Боднарский, однако, предполагает, что, возможно, карту показывал Григорий Истома, бывший в те времена в Аугсбурге. Истома обогнул с севера Скандинавский полуостров. 365
Идея, отвечавшая стремлениям найти морской путь к заманчивому югу Азии, получила широкую известность. В 1553 году англичане снарядили на трех кораблях экспедицию для отыскания северного прохода в Индию. Это была экспедиция Уилоби и Чанслера. Еще у берегов Норвегии корабль Чанслера потерял из виду два остальных судна. Эти суда под командой Уилоби были вынуждены зазимовать у мурманского побережья. Зимовка окончилась трагически. На следующий год русские рыбаки обнаружили «на мурманском море два корабля: стоят на якорях в становищах, а люди на них мертвы». По-иному сложилась судьба Чанслера и его товарищей. Ему посчастливилось встретиться с поморами. Он выдал себя за посла английского короля и был отвезен в Москву к царю Ивану IV. Чанслер был первым англичанином, посетившим Россию. Замечательная гипотеза Герасимова о возможности проникновения из Ледовитого океана на юг Азии морским путем подтвердилась в следующем столетии. * * * Укрепление Русского государства в годы царствования Ивана IV открыло возможность продвижения на восток для освоения громадных пространств севера Азии. В 1584 году закончился знаменитый трехлетний поход Ермака в Сибирь. 366
Поток землепроходцев разветвлялся. Одни отряды двигались прямо на восток, другие забирали севернее, достигали берегов Ледовитого океана, третьи устремлялись к югу. Некоторые землепроходцы не ограничивались исследованием русских земель. Они доходили до границ Северной Монголии, побывали даже в Китае. Уже в 1600 году русские землепроходцы продвинулись до Пясины — одной из рек, впадающих восточнее Оби в Ледовитый океан. В 1601 году на реке Таз, притоке Оби, возникло русское поселение Мангазея, развившееся в крупный торговый и промышленный центр. Изучалась и северная окраина Азии. В 1610 году землепроходец Курочкин открывает устье полноводного, могучего Енисея и продвигается морем до устья Пясины. Вскоре русские промышленники достигли Таймырского полуострова — самой северной оконечности Азии. Следы зимовки этих отважных исследователей были обнаружены в наше время одной из советских экспедиций. Среди сохранившихся вещей древних мореходов советские ученые обнаружили солнечные часы, шахматы и компасы. Несколько лет спустя русские люди появились на берегах великой реки Лены и основали поселения — остроги: Илимский в 1630 году и Якутский в 1632 году. Прошел еще год, и отважные казаки Ребров и Перфильев дошли из устья Лены по морю до реки Яны, а через три года Ребров открыл устье Индигирки. В начале сороковых годов XVII века было открыто устье самой восточной из больших рек Сибири, впадающих в Ледовитый океан, — Колымы. Честь этого открытия принадлежит отряду, возглавлявшемуся Михаилом Стадухиным, приплывшему в Колыму по Ледовитому океану от устья Индигирки. Здесь, на Колыме, произошла встреча отряда Стадухйна с прославившимся впоследствии Семеном Ивановичем Дежневым. В короткий срок были открыты и обследованы устья всех рек, впадающих в Ледовитый океан. В те же годы были проделаны замечательные походы в южную часть Восточной Сибири и в прилегающие к ней страны. Василий Тюменец и Иван Петров в 1616 году дошли до Северной Монголии. Два года спустя казак Иван Петлин со своим отрядом совершил путешествие из Томска в столицу Китая — Пекин. Большие открытия были сделаны землепроходцами, двигавшимися на восток. В 1639 году русские люди вышли на берег Тихого океана. Великий Азиатский материк был пересечен с запада на восток менее чем за шестьдесят лет, считая от похода Ермака. Первыми европейцами, пришедшими на тихоокеанское побережье Азии, были казаки отряда Ивана Москвитина. Отряд обследовал побережье от устья реки Ульи, впадающей в Охотское море близ того места, где ныне стоит Охотск, до устья величественного Амура. Вернувшись в Якутск, Москвитин привез с собой множество сведений о неведомом дотоле побережье. Одним из важнейших было сообщение об открытии Амура и о прилегающих к нему обширных плодородных землях. Волнующие известия об открытии Москвитиным неведомых берегов подняли в поход новые отряды смелых русских людей. Уже на следующий год, по возвращении Москвитина в Якутск, тронулся в путь на реки 367
Зею и Шилку «письменный голова» Василий Поярков. С ним отправилось 112 служилых людей, 15 охотников из вольных людей, 2 целовальника (сборщики налогов), 2 толмача (переводчики) и 2 кузнеца. Напутствуя Пояркова, якутский воевода Петр Головин дал ему подробную инструкцию. Пояркову предписывалось: «И на Зие реке будучи ему, Василю, расспрашивать всяких иноземцев накрепко про сторонние реки падучие, которые в Зию реку пали, какие люди по тем сторонним рекам живут, седячие ль, или кочевые, и хлеб у них и иная какая угода есть ли, и серебряная руда, и медная, и свинцовая по Зие реке есть ли, и что хто иноземцев в распросе скажет, и то записывать именно. И чер- тежь и роспись дороге своей и волоку, и Зие и Шилке реке, и падучим в них рекам и угодьям, прислать в Якуцкой острог, вместе с ясачною казною; и чертежь и роспись прислать всему за своею Васильевою рукою». По Лене Поярков дошел до Алдана. Затем, перевалив через Становой хребет, отряд вышел к реке Зее. По Зее Поярков доплыл до Амура и начал спускаться вниз по неизведанной реке. К 1644 году Поярков вышел к устью великой реки. Отряд его к этому времени уже сильно поредел. Много казаков погибло. Несмотря на все тяготы пути, на голод, который пришлось претерпеть во время плавания по рекам, отряд Пояркова сумел собрать важные географические сведения о пройденных им районах. Перезимовав у устья Амура, Поярков с товарищами следующим летом снова пустился в плавание — на этот раз по волнам неприветливого холодного Охотского моря. Легкие суденышки экспедиции пошли на северо-запад. Здесь, в устье реки Ульи, казаки еще раз остановились на зимовку. Весной 1646 года Поярков повел свой, ставший уже совсем малочисленным отряд в Якутск. Из трехлетнего похода к началу пути вернулось 40 человек. Из каждых четырех человек, отправившихся в этот героический поход по диким, неизведанным землям и водам, вернулся только один... Поярков привез в Якутск подробный отчет о географии пройденных земель и карты, на которых его рукою был положен на бумаге большой район Восточной Азии. Три года спустя, по возвращении Пояркова, к Амуру устремилась новая экспедиция. Ее повел Ерофей Павлович Хабаров. И его поход, тяжелый и трудный, принес много новых сведений об Амуре и прибрежных землях. В написанном в те годы «Сказании о великой реке Амур, которая разгранила русское селение с Китайцы» впервые упоминается остров Сахалин: «Вышеименитая великая река Амур, в окиан впала однем своем устьем, и против того устья есть остров великой...» Через полтора столетия сахалинские воды посетил известный французский мореплаватель Маршрут похода Васи лия Пояркова. 368
Лаперуз. После него в этих краях побывал англичанин Броутон. Оба моряка пришли к ошибочному заключению, что Сахалин не остров, а полуостров и что устье Амура недоступно для морских судов. Это заблуждение, задерживавшее освоение бассейна Амура, разрушил в середине XIX века неутомимый путешественник, исследователь и пламенный патриот Г. И. Невельской. В результате походов Москвитина, Пояркова и Хабарова были исследованы Амур и побережье Охотского моря, тянущееся от его устья к северу до устья реки Ульи. Более северный участок побережья Охотского моря был пройден отрядом Михаила Стадухина. Этот отряд достиг оконечности Охотского моря. К середине XVII века все побережье Охотского моря обошли русские землепроходцы. ВЕЛИКИЕ ОТКРЫТИЯ НА ВОСТОКЕ Летом 1648 года из устья Колымы вышло семь легких кораблей — кочей. В океане они повернули на восток. Вел эти кочи известный своей опытностью и отвагой землепроходец и мореход казак Семен Иванович Дежнев. Он поставил задачей достичь устья неизвестной большой реки, которая, по рассказам местных жителей, впадает в Ледовитый океан. Там будто бы водится много морского зверя. Но не только возможность богатого промысла манила Дежнева. Как он сообщал, ему хотелось обследовать «новую реку Анандыр». Плавание было трудным. Свирепые ветры то и дело набрасывались на маленькую флотилию. Через три месяца взорам мореходов открылся неведомый мыс (ныне он'известен миру как мыс Дежнева). Вот строки из сообщения самого путешественника: «Есть нос, вышел в море далеко... а против того носу есть два острова». Ныне эти острова называются островами Гвоздева. Кочи Дежнева обогнули северо-восточную оконечность Азии и прошли проливом, отделяющим этот материк от Северной Америки. Вскоре после того, как флотилия миновала пролив, на нее обрушилась сильная буря. Суда разметало по морю. Коч, на котором находился Дежнев с двадцатью пятью товарищами, был выброшен бурей на берег. Потерпевшая кораблекрушение команда пешком отправилась к реке Анадырь. Вот как описывает этот тяжелый переход Дежнев: «Пошли мы все в гору, сами пути себе не знаем, холодны и голодны, наги и босы. А шел я, бедной Семейка, с товарыщи до Анандыры реки ровно десять недель». К Анадырю пришло только двенадцать человек, С горсточкой своих товарищей Дежнев в 1649 году поднялся по Анадырю вверх, где основал зимовье. Так закончилось это историческое плавание. Оно убедительно доказало, что на востоке Азия не смыкается с другим материком и из Ледовитого океана можно морским путем пройти в Тихий. * Догадка Дмитрия Герасимова о существовании Северного морского пути из Европы в южную Азию сделалась после подвига Дежнева неопровержимой истиной. Дежнев завоевал право считаться пионером 24- Рассказы 369
Ш^*- освоения Северного морского пути, ставшею действующей водной магистралью только в наше время. Великое открытие Дежнева коренным образом изменяло представление о взаиморасположении материков. Сам Дежнев во всей полноте не представлял себе исключительную важность своего похода для географии. Известно, что это случалось и с другими путешественниками. Например, Колумб, как мы уже говорили, до конца дней был убежден, что открыл Индию. Английский капитан Кабот, приставший к восточному побережью Северной Америки, думал, что он попал в Китай. Васко Нуньес Бальбоа, первым пересекший Панамский перешеек с востока на запад и увидевший Тихий океан, не знал, что открывшееся перед ним водное пространство — это океан, и назвал его «Южным морем». Участниками экспедиции Дежнева было совершено и другое замечательное открытие. После бури корабль, ведомый Федотом Алексеевичем Поповым, одним из организаторов дежневской экспедиции, побывал на Камчатке. Это было первое посещение европейцами далекого полуострова. Другие кочи, отколовшиеся от флотилии Дежнева, после бури пристали к берегам Аляски. Плывшие на них спутники великого морехода были первыми европейцами, вступившими на землю северо-западной Америки. О том, что наши соотечественники уже в те времена, то есть триста лет назад, проникли в Америку, говорят убедительные свидетельства. В 1937 году на Аляске, в районе Кеиайского полуострова, были найдены хорошо сохранившиеся остатки 31 дома. Конструкция построек, их размеры и строительные материалы, из которых они были возведены, определенно говорят о том, что эти жилища были сооружены здесь европейцами. Исследования археологов, изучивших постройки и посчитавших годовые кольца на срезах деревьев, выросших между домами поселения уже после того, как оно было основано, позволили установить, что этот поселок возник примерно триста лет назад. Из сопоставления всех данных ясно, что это было русское поселение. Нет еще полной уверенности, были ли основатели этого поселения товарищи Дежнева или участники другой, неизвестной нам русской экспедиции, которая, потерпев крушение, была вынуждена обосноваться на Американском материке. Но одно бесспорно, что северо-западная Америка уже в середине XVII века была достигнута русскими. Есть и другие свидетельства, более ранние. Еще в XVIII веке в Сибири прочно держался слух о каких-то русских людях, высадившихся на Аляске и обосновавшихся там. Путешественник Стеллер, участник русской экспедиции на Камчатку в 1741—1742 годах, беседуя с эскимо- Маршрут Семена Дежнева. 370
сами, прибывшими с Аляски, узнал, что на их родине живут какие-то бородатые люди, и ростом и обычаями похожие на русских. Сотнику Кобелеву, побывавшему на островах Гвоздева в 1779 году, эскимос Каигуню Мамахунин рассказывал о русских людях, живущих на Аляске. Эскимос говорил, что на его родине «жительство имеют российские люди, разговор имеют по-российски, читают книги, пишут, поклоняются иконам, да и в остальных отношениях отличны от американцев...». Подобных свидетельств можно привести много. Это позволяет сделать вывод, что задолго до того, как русские промышленники в конце XVIII века заселяли Аляску, там уже жили наши соотечественники. Открытие Дежнева не осталось незамеченным в свое время. Результаты русской экспедиции немедленно нашли отражение в картографии. На большинстве карт, вышедших после экспедиции Дежнева во второй половине XVII века, Азия от Америки отделена проливом. Отголоски открытий русского морехода содержатся еще в донесении шведского посла в Москве, вскоре после плавания Дежнева сообщавшего королеве Христине, что Москва собирается послать в Америку 2 тысячи стрельцов. Известия о походе Дежнева содержатся и в книге «Сибирская история», написанной хорватом Юрием Крижаничем, жившим в Сибири в 1661—1676 годах. Крижанич писал, что сибирские «воины доказали, что Ледовитое море соединяется с тем морем, которое омывает с востока Сибирь и Китай». О походе русских казаков из Ледовитого океана в Тихий океан, то есть о плавании дежневских кочей, писал в своем сочинении «Север и восток Татарии» побывавший в Москве в 1664—1665 годах голландец Витсен. Об этом же говорит подпись на карте, составленной в 1715 году шведом Страленбергом. «Отсюда русские, пересекая море, загроможденное льдом... достигли с громадным трудом и опасностью для жизни " области Камчатки». Эти слова составитель карты поместил над устьем Индигирки. Он ошибся только в одном: поход Дежнева начался из устья Колымы. Документы, литературные источники, старинные карты подтверждают историческое значение открытия Дежнева. ♦ * * Дежнев был одним из участников движения землепроходцев на восток. После него на северо-восток Азии двинулись новые отряды. Семен Мотора пришел в 1650 году на Чукотский полуостров. В этих краях находились также отряды Михаила и Тараса Стадухиных, Юшко Селиверстова и других промышленников и служилых людей. Освоение Сибири позволило возобновить плавание на острова Ледовитого океана. * * * По-прежнему пристальное внимание русских людей приковывал и юг Восточной Азии. Люди, бывавшие в сопредельных с Россией южных странах, независимо от цели своих путешествий, неизменно выступали и географами- исследователями этих стран. 24* 371
Как дипломат отправился в Монголию и Пекин в 1654 году Федор Банков. Но он дал такое хорошее описание увиденного им, что оно и поныне высоко ценится географами. Путешествовавший в Китай в 1675—1677 годах Николай Спафарий был на дипломатической службе — он был переводчиком Посольского приказа. Однако научный характер поездки Спафария отчетливо виден из того, что у экспедиции были, как говорится в одном документе, «инструменты различные астрономические и компасы, через которые можно расстояние путей и прямой путь обыскать; живописец, который знает землемерие и чертежи писать; книга... в которой описано государство китайское и лексикон китайский». В результате поездки Спафария в Китай появилась книга «Сказание о великой реке Амур, которая разгранила русское селение с Китайцы», написанная в 1675—1677 годах. Эта книга интересна тем, что в ней впервые на русском языке и очень подробно описаны природа Китая и быт его жителей. В этой книге также впервые упоминается остров Сахалин. * * * Одним из первых в многочисленной серии путешествий и экспедиций, предпринятых русскими людьми на рубеже XVII и XVIII веков, было путешествие казака Владимира Атласова на Камчатку — огромный полуостров, о котором имелись лишь приблизительные представления.
В 1697 году из острога, поставленного Семеном Дежневым на реке Анадырь, Атласов во главе отряда из 60 русских и 60 юкагир на оленях двинулся к югу. За два года путешествия по Камчатке отряд успел побывать во многих местах полуострова и пересек его, двигаясь с севера на юг. Камчатка была присоединена к России. Во время пребывания там Атласов, которого Пушкин назвал «Камчатским Ермаком», основал Верхнекамчатское зимовье. Из своей экспедиции Атласов привез новые сведения о таинственной Японии, полученные им от японца с судна, заброшенного бурей к бе* регам Камчатки. Японец поселился у местных жителей. Атласов отправил его в Москву, где тот стал преподавать японский язык. Пытливый и внимательный, Атласов оставил прекрасное описание своего путешествия, содержащее интересные сведения о природе края и его населении. Русские люди не удовлетворились исследованием только побережья океана, омывающего Азию с востока. Они устремились в океанские Маршрут отряда дали В. Атласова. Начало XVIII века ознаменовалось открытием в водах Тихого океана многих островов. Первым заметил в 1697 году какой-то остров у побережья Камчатки Владимир Атласов. Виднеющийся с берегов Камчатки остров привлек внимание и Михаила Наседкина, ходившего в поход в 1706 году. Это был Алаид —северный из Курильских островов. Вскоре к неизвестным островам на специально построенных судах поплыли отряды Данилы Анциферова и Ивана Козыревского. Первым в цепи Курильских островов мореходы посетили остров Шумшу. Затем они обследовали остров Парамушир. Русские путешественники были первыми европейцами, вступившими на эти острова. Обследование Курильских островов было продолжено под руководством Ивана Козыревского, ставшего на место Анциферова. Экспедиция составила чертеж гряды Курильских островов. Козыревский при составлении этой карты использовал не только свои личные наблюдения, но и сведения, почерпнутые им из бесед с японцами, выброшенными на Курилы при караблекрушении. Кстати, следует отметить, что японцы на этих островах не высаживались, так как указом микадо им запрещалось строить крупные суда и удаляться от берегов своей страны. Даже остров Хоккайдо — северный из японских островов — считался японцами в те времена чуть ли не краем света. Остров был не заселен и использовался как место ссылки преступников. На чертеже Козыревского можно видеть и Японию. Каждый остров на чертеже поименован ('за исключением гряды Малых Курильских островов). Карта сопровождалась описанием, содержавшим сведения о жизни населения Курильских островов и Японии. Материалы экспе- 373
диции Козыревского сослужили большую службу последующим исследователям восточной части Тихого океана. Почти одновременно с походом Козыревского русские люди открыли морской путь с материка на Камчатку. По суше добираться до Камчатки было трудно, и поэтому поиски морского пути имели большое значение. В 1716 году задача была выполнена. Мореходы Козьма Соколов и Никита Тряска отправились из Охот- ска на Камчатку. Им пришлось ид1ги по морю, известному своими штормами и туманами, доставляющими и современным морякам немало беспокойства. Вернувшись в Охотск в том же году, смельчаки затем снова отправились на Камчатку. Следом за Тряской и Соколовым этим путем начали ходить и другие мореплаватели. Путь на Камчатку был сокращен на несколько месяцев. Вскоре в Петербурге было решено направить геодезистов для обследования Курильских островов и уточнения сведений о Японии. Выбрали д,ля этого воспитанников Морской академии Ивана Евреинова и Федора Лужина. Экспедиция готовилась семь месяцев. В январе 1719 года Евреинов и Лужин выехали из Петербурга. Весной они прибыли в Тобольск. Там укомплектовали отряд и двинулись к Камчатке. По пути они составляли карту пройденных мест. Геодезисты морем отправились на Камчатку. Зиму 1720 года они посвятили съемке этого полуострова. В мае же 1721 года с Камчатки отплыли к таинственному шестому Курильскому острову, на котором, как уверяла молва, есть золото. Но никаких драгоценных руд там не обнаружили. Геодезисты занялись съемкой северных Курильских островов. Здесь им пришлось перенести суровое испытание. Семь дней шторм бросал с волны на волну маленькое судно экспедиции. Через месяц после отплытия судно с изодранными парусами пристало к Камчатке. В 1722 году Евреинов был уже в Казани и здесь докладывал Петру I о результатах экспедиции. Геодезисты не привезли с собой сведений о золоте и серебре: на Курилах их не оказалось. Зато путешественник вручил Петру I драгоценную, составленную на основе научных методов карту Восточной Сибири, Камчатки, северных Курильских островов. Этот труд серьезно обогатил картографию. Карта Евреинова и Лужина впоследствии использовалась и русскими и иностранными картографами. В те времена она была самым совершенным изображением восточной части Азиатского материка. Работы Евреинова й Лужина отличает строго научный подход и стремление утвердить правильные представления. Ими была разрушена бытовавшая среди тогдашних географов легенда о том, что берега Северной Америки подходят близко к Курильским островам. Русские геодезисты убедительно показали ошибочность этих представлений. ЭКСПЕДИЦИИ В СИБИРЬ И НА ТИХИЙ ОКЕАН В 1713—1714 годах корабельный мастер Федор Степанович Салтыков подал Петру I мысль исследовать «дорогу через Ледовитое море, в Китай и Индию», иначе говоря, проложить торговый Северный мор- 374
ской путь. Но для этого нужно было удостовериться: действительно ли Азию разъединяет с Америкой пролив; если же существует этот пролив, изучить его. Задуманные Петром I экспедиции были осуществлены уже после его смерти. Они вошли в историю географии под названием «Камчатская экспедиция» и «Великая Северная экспедиция». С огромным размахом были замышлены эти экспедиции, явившиеся самыми крупными географическими предприятиями во всей истории XVIII века. Продолжавшиеся в общей сложности двадцать лет, они представляли, по существу, комплекс из нескольких экспедиций — и морских и сухопутных, в которых заняты были тысячи людей. Подготовка Камчатской экспедиции длилась несколько лет, В конце лета 1726 года из Якутска в далекий Охотск двинулись караваны. На 13 лодках по рекам было отправлено тяжелое снаряжение экспедиции: паруса, канаты, якоря, инструмент. Провиант везли вьючные лошади. В тот год неожиданно рано ударили морозы. Суда попали в ледяной плен. Лошади начали гибнуть от бескормицы, больше трети их пало в пути. Превозмогая огромные трудности, участники экспедиции все же добрались до Охотска. Начальник экспедиции Витус Беринг и его первый помощник лейтенант Алексей Ильич Чириков прибыли в Большерецк на западном берегу Камчатки и оттуда повели отряды на восточное побережье. Без малого тысячу километров тяжелого пути на собаках и на лодках преодолели участники экспедиции. В Нижне-Камчатске была заложена верфь, с которой в июне 1728 года сошел выстроенный там бот «Св. Гавриил». Вскоре в Нижне-Камчатск пришло, спущенное с охотской верфи судно «Фортуна». Наступил знаменательный день — 13 июля (24 июля по новому стилю) 1728 года. С поднятыми парусами «Св. Гавриил» вышел в море и устремился на таинственный север. Видимость была отличная, и моряки с интересом наблюдали и китов, и моржей, и птиц, и суровые скалистые берега. «Св. Гавриил» миновал устье реки Анадырь. Двигаясь вдоль суровых скалистых берегов, моряки давали имена многочисленным бухтам, которых не было еще ни на одной карте мира. Когда «Св. Гавриил» огибал Чукотский нос, моряки заметили поднимавшуюся из воды мрачную громаду неизвестного острова. Этому острову они дали имя Св. Лаврентия. Все дальше на север шло судно. 15 августа корабль остановился, достигнув 67° 18' северной широты. Позади остался пролив, ныне называемый Беринговым, пролив, которым когда-то прошел между Азией и Америкой Семен Дежнев. Продолжать ли дальше путь на север, где, как считало большинство участников экспедиции, может быть решена загадка взаимоположения двух материков, или возвращаться? Беринг считал продвижение на север невозможным: его останавливали осенняя погода и опасение попасть в ледяной плен. Он хотел повернуть обратно к Камчатке. Чириков настаивал на продолжении плавания. В продвижении на север, говорил он, даже нет необходимости. Он призывал идти на запад. 375
«Достигнув устья Колымы, — замечал Чириков, — мы неопровержимо докажем раздельность материков». Беринг не внял совету отважного моряка. После двух дней пути на север, не заметив нигде земли, он повернул судно на юг. Летом следующего, 1729 года корабль вновь вышел в плавание, чтобы пробиться на север. Но туман и сильный ветер вынудили повернуть обратно в Охотск. Оттуда Беринг поехал в столицу. Начальник экспедиции не мог дать в Петербурге бесспорных доказательств отсутствия перемычки между Азией и Америкой, к тому же корабль не достиг Америки. Поэтому раздались голоса, что экспедиция прошла бесплодно. Такая оценка, как показывают материалы экспедиции, была несправедлива. Ведь пролив, разделяющий материки, фыл пройден. Экспедиция на «Св. Гаврииле» привезла исключительно ценные картографические материалы азиатского побережья Берингова пролива и богатые этнографические сведения. Большая заслуга в организации и проведении экспедиции принадлежала Чирикову. Это отметила и Адмиралтейств-коллегия. Беринг представил проект новой экспедиции, назначением которой было разведать берега Северной Америки, а также обследовать весь берег Сибири и произвести его съемку, изучить Курильские острова и найти путь по морю в Японию с севера. Почти одновременно был утвержден и проект другой экспедиции, представленный казацким головой из Якутска Афанасием Шестаковым. Важные и интересные результаты принесло плавание на «Св. Гаврииле» подштурмана Ивана Федорова и его помощника геодезиста Михаила Гвоздева. Федоров и Гвоздев сделали то, чего не удалось совершить Берингу. В один из августовских дней 1732 года русские моряки подошли к неизвестному берегу. Это был северо-западный берег Америки. Открытие экспедиции Федорова и Гвоздева получило широкую известность. Одна из французских газет в 1738 году поместила на своих страницах карту и сообщение о плавании русских моряков. Карта американского побережья, составленная славными путешественниками, была также опубликована на русском и французском языках в Петербурге в 1758 году. Ныне найден подлинник этой первой карты, на которой рукой русских географов вычерчен берег Северной Америки на большом протяжении. Во время плавания Гвоздев и Федоров обследовали острова у Берингова пролива, известные нам теперь как острова Гвоздева. Моряками был открыт также остров Кинг. Федоров был первым исследователем, который видел и азиатское и американское побережья Берингова пролива. Дежнев же и Беринг, проходя этим проливом, видели только один его берег и потому не могли точно судить о том, пролив это или море. * * * В 1733 году началась работа новой экспедиции. В тогдашних официальных документах она именовалась Второй Камчатской. Впоследствии ее стали именовать Великой Северной экспедицией. По сути дела это ряд самостоятельных экспедиций. Беринг и Чириков должны были построить два корабля, идти к бе- а7б
регам Америки и выяснить, «какие на них народы, как то место называют и подлинно ль те берега американские». Другому исследователю, Шпанбергу, поручалось идти к Курильским островам и к Японии. Выделены были группы для обследования северных берегов Сибири; имена Челюскина, братьев Лаптевых, Прончищева, Овцына и других участников этих групп ныне широко известны. Для изучения собственно Сибири и Камчатки были также созданы специальные отряды. В одном из них начал в 1733 году свою деятельность будующий академик, прославленный исследователь Камчатки С. П. Крашенинников (о нем рассказывается в главе «Науки о земле»). В 1738 году отправился в плавание Шпанберг. Он нанес на карту всю гряду Курильских островов, а в 1739 году прошел к Японии. Японские рыбаки оценили дружественное отношение русских моряков, отбросив свою, как писали участники экспедиции, «застарелую азиатскую нелюдность», и стали частыми гостями на русских кораблях. Важным результатом похода Шпанберга явилось нанесение на карту части Японии, которая изображалась тогда географами самым фантастическим образом. Купцы из западноевропейских стран, совершавшие плавания лишь ради наживы, не интересовались географией. И потому, например, остров Иезо на одних картах представал как азиатский полуостров, на других как американский. Третьи карты изображали этот скромный по размерам остров огромным материком. Около Японии часто рисовали мифическую Землю Гамы. Благодаря трудам русских моряков были исправлены многие карты. Пока шло плавание Шпанберга, готовилась экспедиция к берегам Северной Америки. Весной 1740 года была завершена постройка двух судов — «Св. Павел» и «Св. Петр», а через год, 4 июня 1741 года, эти корабли пустились в свое первое плавание. Ныне Чириков имел свой корабль, он командовал «Св. Павлом». Вначале было решено проверить версию о Земле Гамы. Никакой земли обнаружено не было. Чириков вспоминал: «открылось, что земли 377
Иан де Гама нет... мы место, где надлежало ей быть, перешли все через...» Во время поднявшегося на море волнения суда потеряли друг друга. Корабль, ведомый Чириковым, курсировал некоторое время в поисках пропавших товарищей. Отчаявшись их найти, Чириков повел «Св. Павла» к предполагаемым берегам Америки. На двадцатый день после того, как корабли разлучились, «Св.* Павел» встретил плывущие деревья. Над кораблем стали виться чайки. Все это были признаки близкой земли. И правда, через три дня, в ночь на 16 июля 1741 года, Чириков подошел к гористому, поросшему лесом берегу. Возвышавшиеся рядом с кораблем берега не были обозначены на карте. Чириков отдал приказ: «положить на карту плавания... некоторые американские места». В этот торжественный для экспедиции день Беринг находился еще далеко в море. К Америке он подошел на полтора дня позже, севернее места, где приставал Чириков, который в это время уже вел свое судно на север вдоль берегов Америки в поисках удобной якорной стоянки. 378
возвращаться, а самому никакого озлобления им не делать и служителей до того не допускать». Шлюпку ждали на следующий день — так было условлено с Дементьевым. Но прошла неделя, тревожная и длинная, а шлюпки все не было, не было и костра на берегу — условного сигнала. На седьмой день блеснул долгожданный огонь. Отправили последнюю оставшуюся на корабле лодку с матросами под командой боцмана Савельева. С корабля видели, как лодка пристала к берегу. Но напрасно ждали на корабле сигнала. И вторая шлюпка пропала без вести. На корабле решили, что люди погибли от руки местных жителей. Подозрения усилились, когда на следующий день после отплытия Савельева вдали от корабля показались две лодки с местными жителями. Вскоре они уплыли обратно, не подойдя к судну. На «Св. Павле» шлюпок больше не осталось, высадиться на берег было невозможно. На исходе были запасы воды. Корабль пошел на север. В дни, когда происходили эти события, корабль Беринга посетил прибрежный остров Кадьяк. Участники экспедиции высадились на берег. Были сделаны интересные для науки наблюдения над невиданной флорой и фауной острова. С интересом рассматривали русские моряки хижины, покинутые островитянами, испугавшимися прихода корабля, их оружие и утварь. Наиболее интересные вещи были взяты для коллекции. Взамен Беринг распорядился оставить железные котлы, ножи, бисер и многое другое. Любопытно, что и полстолетия спустя жители острова еще помнили об этом событии. Так как провиант кончался, Беринг отправился в обратный путь. На пути от Кадьяка к Камчатке экспедицией были открыты острова Алеутские, Шумагинские и, наконец, Командорские. Здесь судно, прошедшее трудный путь, потерпело крушение. Команда высадилась на один из островов и зазимовала. Тяжело больной Беринг умер на этом острове 8 декабря 1741 года. Остальные члены команды, построив из обломков разбитого судна новый корабль, после страшной, голодной зимы, унесшей много жизней, вернулись в следующем году на Камчатку. Плавание Чирикова было тоже очень трудным. Команда страдала от недоедания. Экономить приходилось и воду. Ее собирали во время дождей. Ко всем прочим бедам прибавилась цинга. И все же «Св. Павел» прошел четыреста верст вдоль берегов Аляски, миновал и те места, где побывал Беринг. Четыреста верст дотоле Неизведанных берегов было описано и положено на карту! Наконец корабль лег на обратный курс. 9 октября 1741 года он вошел в бухту Петропавловска-на-Камчатке. За плечами у героев-моряков были тысячи верст славного пути. Когда пришло известие о гибели Беринга, руководителем экспедиции стал Алексей Ильич Чириков. Весной 1742 года он снова отправился в Америку. Его не остановила ни болезнь, ни недостаток в людях, ни изношенность судна. Однако на этот раз погода помешала дойти до цели. По возвращении он отправил в Адмиралтейств-коллегию проект нового плавания. Однако правительство императрицы Елизаветы решило экспедицию прекратить. 379
Карта, составленная А. И. Чириковым. В 1745 году в жизни Чирикова наступила новая полоса. Он отправился в Енисейск и занялся там подведением научных итогов беспримерных плаваний Великой Северной экспедиции. Плодом его трудов были замечательные карты. Первая карта отображала результаты экспедиции 1741 года. Вот как оценивает этот труд прославленного исследователя советский историк А. В. Ефимов: «Составленная Чириковым карта морского похода 1741 года является первой в мире, где Северная Америка показана на основании конкретных данных не как Большая земля или Большой остров, а именно как Северная Америка». Последующие исследователи Тихого океана в конце XVIII и в XIX веке, бывая в местах, нанесенных Чириковым на эту карту, убеждались в ее точности. Через пять лет Чириков завершил составление двух других карт, на которых были воедино сведены итоги всех русских открытий на востоке. В 1748 году славный путешественник умер. Огромную научную ценность представляли исследования русских экспедиций. Во многих странах заинтересовались картами, отображавшими итоги замечательных походов русских моряков. В 103-м томе сборника «Российского Исторического общества», вышедшем в свет в 1897 году, содержится отрывок из любопытнейшего документа — письма английского посла в России лорда Джона Гиндфор- да лорду Честерфилду, статс-секретарю по северным делам. Вот что доносил в 1748 году Гиндфорд: «Во исполнение моих инструкций, я по- 380
старался узнать, какие именно открытия сделало здешнее правительство в Северо-восточной окраине России. Мне посчастливилось достать копии журналов и карт знаменитого капитана Беринга, который взял на себя исследование Камчатского берега и островов, лежащих по направлению к Японии. Я надеюсь быть в состоянии послать их Вашему сиятельству со следующим курьером. Но это надо держать в секрете...» Заполучило в свое распоряжение эту карту и французское морское министерство. Она была опубликована в Париже. Царское правительство не желало признавать великих заслуг русского моряка Алексея Ильича Чирико'ва. Успехи экспедиции связывались, с именем одного лишь Беринга. В течение столетий имя Чирикова, о котором еще Ломоносов говорил как о подлинном руководителе экспедиции, упоминалось лишь мельком, хотя сам Беринг признавал превосходство Чирикова в искусстве кораблевождения и самое главное — в научных познаниях. Ведь именно Чириков разработал кратчайший маршрут к берегам Америки, а во время совместного плавания, по предложению Беринга, шел со своим кораблем впереди. В наши дни имя Алексея Ильича Чирикова, бесстрашного исследователя, горячего патриота, человека глубокого ума и большого сердца, получило заслуженное признание. Бессмертен подвиг экспедиций Федорова, Гвоздева, Чирикова; Беринга, открывших Америку со стороны Тихого океана, с запада. Этот подвиг по праву входит в летопись великих географических открытий. * * * Замечательных успехов добилась и та часть Великой Северной экспедиции, которая исследовала север России: побережье от Архангельска до Анадыря. За десять лет — с 1734 по 1744 год — четырьмя исследовательскими партиями была изведана и положена на карту прибрежная полоса огромной протяженности. Путь от Архангельска до Оби прошел за пять лет—с 1734 по 1739 год — экспедиционный отряд, руководимый вначале лейтенантами Муравьевым и Павловым, а затем прославленным полярным мореходом Степаном Гавриловичем Малыгиным. Исследованием участка от Оби до Енисея вписал свое имя в летопись географических открытий лейтенант Дмитрий Леонтьевич Овцын, участник плаваний Чирикова и Беринга. Овцын был другом Чирикова — они вместе воспитывались в Морской академии. Отряд лейтенанта Овцына прошел свой участок за четыре года — с 1734 по 1738. Однако вскоре после успешного завершения похода царское правительство за участливое отношение к семье опального князя Долгорукова разжаловало Овцына из офицеров. Уже в качестве матроса он принимал участие во втором плавании Чирикова и Беринга и вместе с командой «Св. Петра» перенес очень тяжелую зимовку на острове Беринга. Только впоследствии ему был возвращен офицерский чин. В 1738 году штурман экспедиции Овцына Минин вместе со Стерлеговым начали поход дальше, на восток от Енисея. Они поставили своей целью обогнуть Таймыр и добраться до Хатанги. Но только в 1740 году им удалось пройти далеко вдоль побережья Таймыра. 381
Стерлегов двигался по суше на собаках. Крайний мыс на Таймырском полуострове, достигнутый им в 1740 году, получил впоследствии его имя. Минин отправился морем и продвинулся далеко на север — до 75° 15', пока сплошные льды не остановили плавания. В те же годы начали свою деятельность и другие экспедиционные отряды. В августе 1735 года из устья Лены вышли два судна. Одно из них — «Якутск» — повернуло налево, на запад; им командовал отважный моряк лейтенант В. Прончищев. Второе судно, командиром которого был лейтенант Ласиниус, повернуло на восток. Перед Прончищевым стояла задача — пробиться к Енисею. Другой же корабль должен был, пройдя Беринговым проливом, достигнуть устья Анадыря, а если окажется возможным, то и Камчатки. Кораблю Прончищева удалось дойти до Хатанги. Затем, двигаясь вдоль восточного побережья Таймыра, «Якутск» отправился на север. Героический экипаж, перенесший перед тем тяжелую зимовку, страдая от цинги, отважно двигался на север. Прончищев довел свое судно до 77° 29' северной широты. Через 142 года шведскому исследователю Норденшельду удалось повторить подвиг русского моряка. Встречные ветры и льды теснили маленький корабль Прончищева на юг. Впереди были «самые глухие льды, которым и конца видеть не могли». Исследователи повернули обратно. На корабле свирепствовала цинга. Был тяжело болен и Прончищев. Все тяготы плавания вместе с экипажем делила жена Прончищева Мария. Сама тяжело больная, она самоотверженно ухаживала за мужем. Командование экспедицией принял на себя штурман Челюскин. Корабль подошел к устью реки Оленек. Но сильные ветры не позволяли войти в устье, и маленькое суденышко долго носило по волнам. В эти тяжелые дни Прончищев скончался. Он был похоронен на суровом берегу около устья реки Оленек. Через пять дней умерла и Мария Прончищева. В июне 1739 года «Якутск» снова пошел на север, теперь уже под командованием Харитона Лаптева. Смелый и энергичный моряк Харитон Лаптев хорошо снарядил экспедицию. На судне был сменен такелаж, был взят инструмент для постройки лодок. Лаптев предусмотрительно запас большое количество хороших и свежих продуктов. Чтобы вести разведку на суще, на борт корабля взяли оленей и ездовых собак. Было сделано все, чтобы добиться успеха. Но и на этот раз корабль, встретив у мыса Фаддея непроходимые льды, повернул обратно и зазимовал в устье Хатанги. Весной ветер вынес судно в открытое море. Лаптев попытался пробиться к устью Лены. Но невдалеке от Оленека сплотившиеся льды стиснули судно и раздавили его. Корабль, совершивший столько героических походов, погиб. Но Лаптев и его отважные товарищи спасли часть провианта и сумели достичь берега. После труднейшего перехода они вернулись в Хатангское зимовье. Отважные исследователи не пали духом и решили произвести съемку Таймырского полуострова, обойдя его побережье по суше. На собачьих упряжках Лаптев, Челюскин и Чекин тронулись в героическое путешествие по безбрежной белой пустыне. Они сумели описать значительную часть побережья полуострова. 332
В начале марта 1742 года Семен Челюскин вновь отправился на Таймыр, чтобы описать северное его побережье, еще никем не посещенное. Это путешествие Челюскина увенчалось большим географическим открытием. Землепроходец достиг самой северной точки Азиатского материка — мыса, ныне носящего его имя. Вот как описал Челюскин крайнюю северную оконечность Азии: «Сей мыс каменный, приярый, высоты средней. Около оного льды гладкие и торосов нет. Здесь именован мною оный мыс: восточный северный мыс. Здесь поставил маяк — одно бревно, которое вез с собою». Подвиг Челюскина был по заслугам оценен только столетие спустя. Академик А. Миддендорф в 1860 году писал о нем: «Челюскин не только единственное лицо, которому сто лет назад удалось достичь этого мыса (северной оконечности Азии) и обогнуть его, но ему удался этот подвиг, не удавшийся другим, именно потому, что его личность была выше других. Челюскин, бесспорно, венец наших моряков, действовавших в этом крае». Плавание Ласиниуса, одновременно с Прончищевым отправившегося из устья Лены, было трагично. Первая же зимовка в заливе Борхая унесла 36 жизней. От цинги погиб и сам Ласиниус. Оставшиеся в живых весной 1736 года вернулись в Якутск. Решение задачи, поставленной перед Ласиниусом, взял на себя двоюродный брат Харитона Лаптева — Дмитрий Лаптев. Много тягот вынес экипаж его судна: корабль не раз останавливали льды, он получал повреждения, несколько раз экспедиции пришлось зазимовать. Но команда корабля во главе с Дмитрием Лаптевым, непреклонно преодолевая все трудности, шла и шла на восток. В августе 1740 года моряки достигли Колымы. Затем сделана была попытка пройти Беринговым проливом в Тихий океан, но у мыса Баранов Камень корабль остановили льды. Пришлось вернуться в Нижнеколымск. На следующий год корабль снова поднял паруса. И снова у мыса Баранов Камень его встретили непреодолимые льды. Но ничто не могло остановить смелого исследователя, стремившегося во что бы то ни стало выполнить задание — пройти до Анадыря. Оставив корабль, Лаптев осенью того же года вместе со своим отрядом на собаках двинулся снова на восток. Преодолев Чукотский хребет, 17 ноября 1741 года отряд Лаптева подошел к Анадырскому острогу. Здесь Лаптев построил две лодки и на них исследовал Анадырь. Величественный подвиг совершили исследователи северных побережий Азии—Малыгин, братья Лаптевы, Овцын, Прончищев, Минин, Стер- Маршрут отряда лейтенанта Прончищева. 383
Маршруты братьев Лаптевых. легов и другие. Побережье было изучено от Архангельска на западе и до дальнего Баранова Камня на востоке. На карте вместо прямой черты, которой по незнанию когда-то изображался северный край Азии, легла причудливая линия, отображающая истинные очертания берегов. Героическими усилиями вырвали русские моряки и землепроходцы тайну сибирского побережья, которую охраняли бескрайные снега, ледяные торосы, свирепые ветры, сковывающие кровь морозы и непроглядные туманы. Говоря о трудах этих людей, исполненных беспрестанной борьбы и лишений, русский историк А. П. Соколов писал в 1851 году: «Ни больших выгод им не предвиделось, ни большой славы они не могли ожидать. И между тем, исполняя суровый долг, они совершили такие чудесные подвиги, каких очень немного в истории мореплавания!» Подвиг русских людей, нанесших на карту северное побережье Азии, неизменно приковывает внимание каждого, кто начинает знакомиться с историей географических открытий. Крупные исследования были совершены русскими моряками в середине XVIII века в Ледовитом океане, вдали от материка. К этим временам относится морской поход промышленника Саввы Лошкина. В 1760 году на крохотном суденышке, через льды Карского моря Лошкин не только сумел пробиться из Белого моря к восточному побережью Новой Земли, но и сделал несравненно большее: он двинулся вдоль берегов Новой Земли и обошел этот огромный остров с севера. 384
Александр Петрович Карпинский с учениками в геологической экспедиции.
* * * Одновременно с изучением восточного побережья Азии энергично исследовались глубинные пространства Сибири и Камчатки. В 1733 году в Сибирь направились отряды, возглавлявшиеся академиками И. Г. Гмелиным и Г. Ф. Миллером. В этих отрядах начали свою деятельность пять студентов Московской славяно-греко-латинской академии — соученики великого Ломоносова, в их числе и знаменитый впоследствии ученый, академик Степан Петрович Крашенинников. Экспедиция Гмелина и Миллера продвигалась на восток через Западную и Восточную Сибирь, составляя по пути географические описания мест. Дарование Крашенинникова ярко Степан Петрович Крашенинников. проявилось уже в первые годы деятельности экспедиции. Он предпринял несколько самостоятельных путешествий. Разнообразны были интересы молодого ученого. Он собирал сведения о природе изучаемых районов. Особенно интересовался он населением; его история, культура и обычаи приковывали внимание Крашенинникова, явившегося основоположником русской научной этнографии. Авторитет Крашенинникова как исследователя быстро рос. Уже в июле 1737 года ему было поручено дело большой важности — исследование Камчатского полуострова. Крашенинников прибыл на Камчатку на уже известном нам корабле «Фортуна» вместе с участниками экспедиции Чирикова и Беринга. Четыре года проводит Крашенинников на Камчатке. Он взбирается на огнедышащие сопки, измеряет высоту прилива и отлива, собирает большую коллекцию из чучел зверей, птиц и рыб, составляет гербарий, производит метеорологические наблюдения. Он пристально изучает жизнь камчатских народов, подготавливает словарь местных языков, записывает предания, легенды и песни камчадалов. Любимый и уважаемый ими, Крашенинников был частым гостем и в их жилищах и на праздниках. Он собирает коллекции предметов материальной культуры местных жителей, жителей Курильских островов и даже Японии. Он роется в местных архивах, изучая историю освоения Камчатки. Наконец он делает подробное географическое описание этого края. ^ Препровождая собранные Крашенинниковым материалы в Петербург, Гмелин писал: «Каждый из нас, профессоров, что до его науки принадлежит, с прилежанием читал, и сей изрядной работе сердечно порадовался... лутче сея присланной к нам работы едва ли и сделать можно...» Плодом путешествия Крашенинникова явился фундаментальный труд «Описание Земли Камчатки», вошедший в золотой фонд и географии, и этнографии, и истории, и лингвистики, и естествознания. 25 Рассказы 385
Вскоре после возвращения в Петербург Степан Петрович Крашенинников был зачислен в адъюнкты Академии наук. Произошло это в тот день, когда Ломоносов был избран профессором. Крашенинников был одним из передовых ученых того времени, горячим патриотом, и Ломоносов видел в нем надежную опору. В стенах Академии наук Крашенинников не переставал углублять разработку богатейших материалов, добытых им в Камчатской экспедиции. Передовые русские люди понимали, как важно знание географии своей родины. Один из замечательнейших деятелей того времени, историк, географ и организатор промышленности, Василий Никитич Татищев, отмечал, что «необходимо, нужно и знать полезно» географию России. Изучение географии России увлекало многих людей. Отражением новейших сведений, добытых русскими исследователями, явился капитальный «Атлас Российский», составление которого Академия наук завершила еще в 1745 году. Выход этого атласа был важнейшим событием в географической науке того времени. ПО ПЛАНАМ ЛОМОНОСОВА Среди множества наук, обогащенных великим гением Михаила Васильевича Ломоносова, была и география. Под конец жизни Ломоносов стал во главе Географического департамента Академии наук. Интерес к географии отразился и в его астрономических работах, значительная часть которых имела целью вооружить путешественников, географов, геодезистов и картографов умением быстро и точно определять географические координаты мест и прокладывать маршруты. Ратуя за уточнение существовавших тогда карт, он настаивал на организации географических экспедиций. Ученый изобрел более двух десятков различных приборов и устройств, важных для путешественников и мореходов, сам занимался картографическими работами, уточнял и дополнял «Атлас Российский». Все, что было сделано русскими географами, неизменно приковывало внимание великого ученого. Никто, как Ломоносов, не смог с такой необыкновенной глубиной изучить материалы Великой Северной экспедиции, оценить ее значение и заслуги отдельных ее участников. В труде Ломоносова «Краткое описание разных путешествий по северным морям, и показание возможного проходу Сибирским океаном в Восточную Индию» содержится не только превосходный анализ походов русских моряков и землепроходцев, но и выдвигается смелое предложение—проложить вдоль берегов материков Европы и Азии Северный морской путь в Тихий океан. «Северный океан, — писал в 1763 году ученый, — есть пространное поле, где усугубиться может Российская слава, соединенная с беспример- 386
ною пользою, через изобретение Восточно-северного мореплавания в Индию и Америку». Ломоносов твердо верил, что Северный морской путь будет освоен русскими людьми. В торжественных стихах он восклицал: Колумбы Росские, презрев угрюмый рок, Меж льдами новый путь отворят на восток, И наша досягнет в Америку держава. По настоянию Ломоносова в 1764 году началась подготовка экспедиции, имевшей целью «учинить поиск морского проходу Северным океаном в Камчатку и далее». Эта экспедиция состоялась уже после смерти Ломоносова. Суда под командованием капитана В. Я- Чичагова вышли в поход из Архангельска. Парусные корабли оказались, однако, бессильны перед стеной льдов. 25* Карта северного полушария, вычерченная М. В. Ломоносовым. 337
Ломоносовым был составлен проект трех грандиозных астрономо- географических экспедиций в различные края Европейской России; каждая из них должна была пройти по маршруту в шесть тысяч верст. Главной целью, поставленной перед экспедициями, было определение с помощью астрономии точных широт и долгот различных пунктов. Ломоносовым же была сочинена и разослана затем по всему государству своеобразная географическая анкета; ответы на нее давались любителями природоведения. Эти ответы обогащали знания о родной стране. Вот какие вопросы задавал Ломоносов: «Где есть знатные и высокие горы? Каких где больше зверей и птиц водится? Каких родов хлебы сеют больше, плодовито ли выходят? Какого больше скота содержат? У обывателей какие есть промыслы? В каких ремеслах народ больше упражняется? Какие где по городам или по селам фабрики или рудные заводы? Где есть усолья, сколько солеварен? По великим рекам и по берегам и островам морей и знатных озер, где есть оброчные рыбные ловли и какие рыбы больше ловятся?.. Где по рекам есть пристани купеческие? В которую пору по большей части реки при городах замерзают и выходят (вскрываются) и где бывают внешние и осенние наводнения и как ве~ лики?» Ломоносов пять лет добивался осуществления задуманных им экспедиций. Замысел Ломоносова был проведен в жизнь уже после его кончины. В 1768 году Академия наук завершила создание экспедиционных отрядов — трех оренбургских и двух астраханских. В течение шести лет длилась работа этих отрядов, оставивших неизгладимый след в истории познания нашей страны. По размаху эти географические экспедиции не имели себе равных. Огромнейшая территория была охвачена и изучена этими отрядами. Южный Урал, Алтай, Минусинский, Нерчинский, Астраханский, Архангельский края, Белоруссия, Закавказье, Прибайкалье, Прибалтика — где только не побывали отряды ученых! Завет Ломоносова, ратовавшего за широкое изучение земель, был руководящим девизом во4 всей деятельности экспедиций. Флора, фауна, полезные ископаемые, реки, озера, характер местности, нравы и быт жителей, их язык, вопросы экономики и промышленности — Маршрут экспедиционного все эт0 и многое дРУгое было предметом присталь- отряда И. И. Лепехина. НОГО внимания ученых. 388
Руководителями отрядов были молодые люди. В экспедицию отправились: двадцативосьмилетний И. И. Лепехин, двадцатисемилетний П. С. Пал- лас, двадцатитрехлетний С. Г. Гмелин — племянник исследователя Сибири. Помощником у Лепехина был восемнадцатилетний Н. Я. Озерецков- ский. В этой экспедиции участвовал В. Ф. Зуев, отправившийся в путешествие четырнадцатилетним подростком. Четырехтомные «Дневные записки путешествия доктора и Академии наук адъюнкта Ивана Лепехина по разным провинциям Российского государства» представляют собой замечательный научный труд. Научная ценность его не исчерпывается точностью и строгостью описаний. Мы найдем здесь глубокие теоретические прозрения автора. Соображения, опережающие намного свое время, высказывает Лепехин в другом своем труде — «Размышления о нужде испытать лекарственную силу собственных произрастаний». Он пытается раскрыть закономерность распределения животных на земном шаре. Эти мысли Лепехина Маршруты Н. Я Озе- предвосхищают учение о географических зонах, рецковского.' созданное через столетие после него русскими географами. Вместе с тем книга Лепехина — это увлекательное литературное произведение. Перед каждым раскрывающим ее встает яркая картина России тех времен. Со страниц книг смотрит на нас и сам автор—умный, наблюдательный, сердечный и горячо любящий родину человек. Радостно рассказывает Лепехин о найденных им богатствах, которые могут послужить родине. С гордостью пишет он об искусных мастерах и мастерицах, виденных им, и описывает «многотрудные морские промыслы». Воспитанник Ломоносова, он поднимает свой страстный голос против всего, что наносит ущерб родине и ее народу. Он гневно протестует против хищнической вырубки лесов. Много в книге Лепехина исполненных негодования и горечи слов о тяжелом положении трудового народа России. Крупным вкладом в географическую науку явились труды отряда, руководимого П. С. Палласом. По огромному маршруту прошел отряд Палласа: от Москвы до Забайкалья через Волгу, Яик, Уфу, Тобольск, Алтай и Байкал. Сочинение Палласа, создавшее ему славу, похоже по своему характеру, по подходу к материалу на сочинение Лепехина. Это легко объяснимо: оба ученых работали по одной программе, составленной в духе указаний Ломоносова. Во время путешествий Палласа сформировался как исследователь студент В. Ф. Зуев. Ценным трудом Зуева было научное описание северных областей и их жителей. Сведения по этнографии переплетаются у Зуева с тонкими наблюдениями над климатом, животным и растительным миром края. 389
После окончания экспедиции Зуев проделал путешествие от Петербурга до Крыма, побывал в Стамбуле. Книга Зуева «Путешественные записки Василия Зуева от С.-Петербурга до Херсона в 1781 и 1782 году», составленные в духе традиций Лепехина и Палласа, — один из чудеснейших памятников русской географической литературы. Закавказье, Прикаспий и Черноморье изучали партии С. Г. Гмелина и И. Гюльденштедта. В 1774 году участники экспедиций вернулись в Петербург. Материалы огромной ценности поступили в Академию наук. Многие науки — география, картография, геология, этнография и история — были обогащены русскими исследователями. Ряд важных географических открытий был совершен в те же времена в Арктике. Был открыт архипелаг Ново-Сибирских островов и острова, получившие впоследствии имя Ляховских — по имени Ивана Ляхова, первым вступившего на них в 1770 году. Позднее в Арктике были открыты острова Котельный, Столбовой, Фаддеевский, Новая Сибирь, Бельковский. НА АЛЯСКЕ В конце XVIII века новых успехов добились исследователи северной части Тихого океана. В этих водах были открыты Андреановские острова, острова Прибылова, самые крупные из Алеутских островов — Умнак и Уналашка, острова Медный, Бобровый, Сивучий и Моржовый. Промышленники смело и упорно прокладывали путь от Камчатки к Северной Америке. Вновь открытые острова были как бы этапами этого продвижения. Инициатором освоения северо-западной части Американского материка — Аляски — был промышленник Григорий Иванович Шелихов. Человек большого размаха, дальновидный, он выдвинул проект устройства в Америке русских поселений. В 1783 году Шелихов совместно с Голиковым основал компанию для организации пушного промысла в Америке. Он сам отправился на Аляску. Во время этого плавания и ряда последующих им было исследовано и нанесено на карту много новых земель, был открыт пролив, носящий его имя. Отряды Шелихова исследовали многие острова у побережья Америки и само побережье. Русские поселения возникли на острове Кадьяк в бухте Трех святителей, а также на острове Афогнак, открытом Шелиховым. Самым южным русским поселением в Америке был форт Росс. Создал Шелихов и поселение на острове Уруп в группе Курильских островов. Основание, этого поселения было составной частью широкого проекта Шелихова, включавшего в себя установление торговых связей с Японией. Русские люди, поселившиеся на Аляске, стали учителями местного населения, состоящего из индейцев, эскимосов и алеутов. Жители Аляски познакомились с земледелием, перенимали опыт в строительстве жилищ, шитье платья, приготовлении пищи. Шелихов создал школу для их детей. 390
Русские владения на Аляске (по карте 1861 года). «Должно отдать народу сему справедливость в остроте ума, ибо дети их весьма скоро-... выучились по-российски говорить, ^то без нужды можно их разуметь», — так писал Шелихов. Основатель русских поселений мечтал о кругосветном плавании. Но безвременная смерть в 1795 году помешала ему выполнить до конца свои замечательные замыслы. Дело освоения Аляски продолжил его сподвижник Александр Баранов, ставший первым правителем владений Российско-американской компании. При Баранове на Аляске возникло много новых селений, был заложен город Ново-Архангельск (Ситка). Русские люди приложили много усилий, чтобы вдохнуть жизнь в этот дикий край. Были открыты железные, медные руды и начата их разработка, налажена добыча каменного угля, появились металлургические и металлообрабатывающие предприятия, в мастерских изготовлялись сукна, заработали мельницы и лесопилки. В 30-х годах прошлого века с русских верфей в Америке стали сходить пароходы, на которых все, кончая последним винтиком, было создано на месте. Это были первые пароходы, появившиеся на западном побережье Америки. Ходили они на Гавайи, Филиппины, в Китай. Бурно рос и Ново-Архангельск. Уже в первой половине XIX века в нем были и театр, и библиотека, и госпиталь, и аптека, была даже картинная галерея. В 1841 году в этом городе, на месте которого совсем еще недавно разгуливали песцы и медведи, была построена астрономическая обсерватория. Эта обсерватория была открыта всего двумя годами позднее 391
Пулковской. Деятельность ее была столь плодотворной, что ее отчеты регулярно появлялись в изданиях Петербургской Академии наук. Русские люди энергично и самоотверженно изучали край, в котором они поселились. С помощью местных жителей они достигали глубинных районов Аляски. Исследовалось и побережье полуострова. Огромная полоса берега Северной Америки, вплоть до Сан-Франциско, была обследована и нанесена на карту. Была составлена и карта бухты Сан-Франциско. В отношениях с местными жителями поселенцы твердо придерживались дружественных традиций, установленных еще Шелиховым. Иван Федорович Крузенштерн. В школах на Аляске за партами рядом с русскими детьми сидели и дети эскимосов и дети от смешанных браков—■ креолы. Школы давали не только общее образование, но и обучали ремеслу, техническим и коммерческим знаниям. Отсутствие всякого притеснения местных жителей ярко сказывалось и в том, что ряд видных постов в Русско-американской компании занимали креолы. Английский путешественник Ванкувер, побывавший в конце XVIII века на Аляске, писал впоследствии: «Я с чувством приятного удивления видел спокойствие и доброе согласие, в каком русские живут* между сими грубыми сыновьями природы». Бурное процветание Аляски и тамошние демократические порядки объяснялись тем, что освоением страны занимались представители передовой России, а не России крепостнической. Аляску заселяли сибирские крестьяне и служилые люди, не знавшие крепостного права. Среди поселенцев немало было и крестьян, бежавших от гнета помещиков; они изведали весь ужас рабства и навсегда возненавидели его. Развитию этого края помогало и то, что самодержавие не могло дотянуться до него. На Аляске не было царских чиновников. Дальнейшая судьба этого края известна. Царское правительство, ослабленное Крымской войной, вынуждено было уступить за смехотворно низкую цену этот полуостров США. ВОКРУГ СВЕТА Даже в наши дни, когда к услугам путешественника разработанные маршруты пароходных линий, когда каждая подробность встречаемых мест известна из обстоятельных путеводителей, кругосветное плавание обладает необыкновенно притягательной силой. 392
Кругосветное плавание! Чье сердце не волновали эти слова! Кто не зачитывался описанием героического подвига первого кругосветного мореплавателя Магеллана! Имена Магеллана, Дрейка, Кука, Лаперуза, совершивших первые плавания вокруг земного шара, навсегда занесены в летопись изучения нашей планеты. Первый проект посылки русской кругосветной экспедиции относится еще к XVIII веку. Но он не был осуществлен. Только в начале XIX века царское правительство дало разрешение на такое плавание. Руководителем смелого предприятия был назначен Иван Федорович Крузенштерн. Помощником Крузенштерн выбрал своего дру- Юрий Федорович Лисянский. га — Юрия Федоровича Лисянского. За плечами этих опытных и высокообразованных моряков было много славных плаваний. Оба они участвовали и в боевых операциях русского флота. Крузенштерн уже давно горячо ратовал за осуществление русским флотом кругосветного плавания. Выдвинутый им проект поддержала Российско-американская компания, заинтересованная в налаживании морского сообщения между Петербургом и русскими владениями в Америке. Кораблям, уходившим в далекий поход, компания дала множество поручений. Особым пунктом была оговорена обязанность производить научные наблюдения. 7 августа 1803 года корабли «Надежда» и «Нева» после тщательной подготовки к плаванию подняли паруса и вышли в открытое море. На капитанском мостике «Надежды» стоял Крузенштерн. «Невой» командовал Лисянский. На бортах судов находилось много людей, впоследствии составивших гордость русского флота. Вместе с Крузенштерном и Лисянским отправились замечательные моряки — Беллинсгаузен, Коцебу, Ратманов, Головачев, Берх... Руководители экспедиции подобрали умелых, смелых, надежных матросов. 8 Северном море на суда экспедиции обрушился первый шторм. Жестокое испытание вынесли моряки, борясь со стихией. В Англии корабли задержались недолго, и 5 октября они уже бороздили воды Атлантики. Экспедиция подробно обследовала встретившийся ей на пути остров Тенериф. 26 ноября экипажи кораблей пушечным залпом торжественно отметили пересечение экватора. В расписание повседневных дел экспедиции входили регулярные научные наблюдения. Данные о морских течениях, добытые Крузенштер- 393
ном и Лисянским, многим обогатили науку о море. Вспоминая о перипетиях экспедиции Крузенштерна и Лисянского, вызванных плохим качеством купленных в Англии судов, знаменитый мореплаватель капитан В. М. Голов- нин отмечал, что «русские военные шлюпы «Диана» и «Камчатка», строенные в Петербурге из всего русского, совершили подобное (кругосветное) путешествие и до конца не текли и не было в них ни одного гнилого дерева». Трудным было плавание в Тихом океане. На пути кораблей встали туманы, дожди, ветры. «Надежда» и «Нева» потеряли друг друга из виду, и только 10 мая они встретились у острова Нукагива, входящего Василий Михайлович Головнин. в состав Маркизских островов. Затем суда приплыли к Гавайским островам. Отсюда «Надежда» направилась на Камчатку, а «Нева» — к русским колониям на Аляске. Переход «Надежды» был совершен за 35 дней: 15 июля 1804 года корабль подошел к Петропавловску-на-Камчатке. Корабль, ведомый Лисянским, за 23 дня дошел до острова Кадьяк у побережья Аляски, к которому впервые когда-то пристал Беринг. Вновь суда экспедиции встретились только в декабре 1804 года в китайском порту Макао. «Надежда», испытав за эти месяцы жесточайшие тайфуны, побывала в Японии. Крузенштерн обследовал и нанес на карту большую часть побережья Японии, Сахалина, Курильских островов. Так же как и Крузенштерн, Лисянский уделил большое внимание географическим работам. Описание острова Кадьяк заняло видное место в тогдашней географической науке. В результате работ экспедиции было развеяно немало фантастических представлений относительно плохо известной тогда южной части Тихого океана. Ценные сведения привезли русские исследователи и о встреченных ими племенах, народностях — о их быте и нравах... Два открытых экспедицией острова Лисянский назвал именами русских адмиралов Чичагова и Крузе. На пути к Китаю был открыт еще один неизвестный необитаемый остров, лежащий к западу от Гавайских островов. Он был назван именем Лисянского. В. М. Головнин описывает, при каких обстоятельствах было дано имя этому острову: «Экипаж также воспользовался сим случаем для изъявления своей любви и преданности к достойному своему начальнику, которого имя он увековечил, нарекши оным вновь открытый остров. Какая награда для доброго начальника может сравниться с той, которая происходит от сердец подчиненных? Офицеры и служители корабля «Нева» 394
просят, требуют, настаивают, чтобы капитан пожертвовал на сей раз усердию и желанию их свойственной ему скромностью и возложил имя свое на остров, им случайно найденный. Что может быть приятнее, лестнее и почтительнее для мореходца, служащего единственно в пользу и славу своего отечества и чуждого всякой корысти и личных выгод!» Открытие этого острова имело большое практическое значение для мореплавания, так как, затерянный между кораллами и рифами, он был опасен для кораблей. Близ острова Тайвань «Неве» пришлось выдержать новую схватку со стихией. Свирепый тайфун грозил погубить Судно. Отвага экипажа спасла корабль. Пробыв два с половиной месяца в Китае и собрав много ценных сведений об этой великой стране, русская экспедиция направилась на родину. На этот раз маршрут пролегал через Индийский океан, вокруг Африки. 5 августа 1806 года в Кронштадтский порт вошла «Нева», а через несколько дней — «Надежда». Замечательное плавание было окончено. Корабли пронесли флаг нашей родины вокруг света. Русские мореплаватели сделали огромный вклад в познание Мирового океана. Их исследования положили начало новой науке — океанографии (об этой стороне деятельности путешественников рассказано в следующей главе). Крузенштерном был составлен атлас Тихого океана. Славная экспедиция, показавшая всему миру замечательные качества русских исследователей и моряков, вызвала восхищение у передовых людей того времени. Крузенштерн был избран почетным членом Академии наук и членом многих отечественных и иностранных научных обществ. Но царское правительство не сумело по достоинству оценить заслуги моряков.. В Петербурге свободолюбивые и независимые Крузенштерн и Лисянский пришлись не ко двору. Лисянский, например, вынужден был издавать труды экспедиции на свой счет. Вскоре он ушел в преждевременную отставку. В ближайшие годы после возвращения «Надежды» и «Невы» состоялись другие кругосветные экспедиции. 25 июля 1807 года вышел из Кронштадта в кругосветное плавание корабль «Диана», ведомый отважным русским моряком, большим и талантливым ученым, Василием Михайловичем Головниным (1776—1831). Почти семь лет продолжалось это плавание, полное борьбы с многочисленными трудностями. Свыше года длилось пленение «Дианы» англичанами, задержавшими судно в бухте Симонстаун в Капской колонии. «Диана» вырвалась из плена в результате побега, смело осуществленного ее экипажем. Три года протомились Головнин и многие из его товарищей в темницах, куда они были брошены японскими властями. Но никакие невзгоды не сломили духа русских моряков. Вернувшись в 1814 году в Петербург, Головнин через три года снова вышел в кругосветное плавание на шлюпе «Камчатка». 393
Головниным была составлена опись Курильских островов, определены точные координаты Командорских и нескольких Алеутских островов. Мореплаватель составил карту Чионитского залива у острова Кадьяк. Подробно описал он и Ситхинский залив на Аляске. Головнин оставил превосходные описания своих путешествий, географии мест, посещенных им, и населяющих их народов. С гневом обрушивался Головнин на тех пришельцев из Европы, которые грабили и закабаляли туземцев. «Взять лишнее за проданные вещи или мало дать за купленное — уже более никто не называет обманами, а коммерческими расчетами», — так оценивал деятельность колонизаторов русский путешественник. В другом месте Головнин говорит: «...Известно, что жителц островов Тихого океана считают европейцев голодными бродягами, которые скитаются по морям для снискания себе пищи...» Прямым обвинением тогдашних колонизаторов звучат слова Головнина: «Обширный ум и необыкновенные дарования достаются в удел всем смертным, где бы они ни родились, и если бы возможно было несколько сот детей из разных частей земного шара собрать вместе и воспитывать по нашим правилам, то, может быть, из числа их с курчавыми волосами и черными лицами более вышло бы великих людей, нежели из родившихся от европейцев. Между островитянами, без сомнения, есть люди, одаренные проницательным умом и необыкновенной твердостью духа... Между ними есть даже мудрецы, твердостью характера не уступающие древним философам, которых имена сохранила история». Некоторые путешественники из других стран Европы относились к обитателям далеких стран как к низшим существам, вызывая этим к себе закономерную ненависть жителей. Русские моряки приходили к ним как друзья, В 1813 году из Кронштадтского порта отправился в кругосветное путешествие корабль «Суворов». Вел его лейтенант Михаил Петрович Лазарев (1788—1851). Важным результатом плавания Лазарева было открытие коралловых островов в южной части Тихого океана. Этим островам было дано имя ко- Кругосветные плавания рабля экспедиции. Ю. Ф. Лисян^1РНаи В 1815 году началась еще одна русская кру- В. М. Головнина. госветнзя научная экспедиция на корабле «Рю- 396
рик». Ее возглавил лейтенант О. Е. Коцебу, в молодости принимавший участие в плавании Крузенштерна. Экспедиция должна была исследовать острова Тихого океана и отыскать морской проход из Тихого в Атлантический океан. Много открытий было совершено во время плавания «Рюрика». В океане были найдены новые острова, принадлежащие архипелагу Паумоту и Маршалловым островам. На карте появились острова Румянцева, Свиридова, Кутузова, Суворова, цепь коралловых островов Рюрика, группа Крузенштерна. В Беринговом море был исследован и описан остров Диомида. Пройдя Берингов пролив, Коцебу повернул на запад и положил на карту остров, получивший имя Сарычева, и бухту, названную бухтой Шишмарева. Открытый экспедицией на американском побережье залив по настоянию команды был назван именем Коцебу. Во время посещения Аляски Коцебу сделал интереснейшее открытие: он обнаружил в почве полуострова ископаемый лед. Путь в Атлантический океан был закрыт сплошными льдами, и корабль вынужден был повернуть обратно. Естествоиспытатели, бывшие на борту «Рюрика», собрали замечательные материалы о населении и о растительном и животном мире островов и берегов, посещенных кораблем. Под руководством Коцебу было совершено еще одно кругосветное плавание — в 1824 — 1826 годах на военном шлюпе «Предприятие». В Тихом океане Коцебу открыл острова: Беллинсгаузена, Римского-Корсако- ва и Эшшольца. Эта экспедиция прославилась своими океанографическими работами. Русские кругосветные плавания первой половины XIX века составили целую эпоху в изучении земли. Еще более важны достижения русского флота в научном исследовании морей и океанов. Более пятидесяти крупнейших открытий было совершено нашими мореплавателями в этот период. ОТКРЫТИЕ ШЕСТОЙ ЧАСТИ СВЕТА «Теперь я твердо убежден, что на юге Тихого океана материка нет», — так говорил известный английский мореплаватель капитан Джемс Кук, вернувшись в 1773 году из плавания по южным водам. В 1775 году Кук снова устремился к югу. И снова поиски «Южного материка», о существовании которого географы издавна строили гипотезы, остались безрезультатными. Подводя итог своим попыткам открыть «Южный материк», Джемс Кук объявил: «Я обошел океан южного полушария в высоких широтах и отверг возможность существования материка, который если и может быть обнаружен, то лишь близ полюса, в местах недоступных для плавания». Авторитет Кука казался непререкаемым. И ни в конце XVIII, ни в начале XIX века ни один корабль под флагом западноевропейского государства не направлялся в эти воды, за исключением промысловых судов, не рисковавших углубляться далеко на юг. Однако русские моря- 397
ки и ученые имели на этот счет другое мнение. В 1819 году было решено снарядить специальную экспедицию для отыскания «Южного материка». Громадный опыт, накопленный нашими моряками в многочисленных кругосветных путешествиях, давал уверенность, что плавание в суровой Антарктике увенчается успехом. Два корабля входили в состав экспедиции — шлюпы «Восток» и «Мирный». Первым командовал глава экспедиции Фаддей Фаддеевич Беллинсгаузен — моряк, прошедший замечательную школу во время кругосветного плавания Крузенштерна; вторым — уже знакомый нам лейтенант Михаил Петрович Лазарев, впоследствии адмирал. После посещения острова Южная Георгия и Ново-Сандвичевых островов Беллинсгаузен должен был направиться к югу «и продолжать свои изыскания до отдаленнейшей широты, какой только он может достигнуть; употребить всевозможное старание и величайшее усилие для достижения сколько можно ближе к полюсу, отыскивая неизвестные земли, и не оставить сего предприятия иначе, как при непреодолимых препятствиях». Была намечена широкая программа исследований. В нее входили картографические и астрономические работы, наблюдения над состоянием атмосферы, вод, льдов, исследование магнетизма, сил тяжести и астрономические исследования. В состав экспедиции вошел известный астроном И. М. Симонов. Был прикомандирован и художник член Академии художеств Павел Михайлов. Забота о здоровье участников трудного плавания возлагалась на опытного врача Н. А. Галкина. Наступило 4 июля 1819 года. В который раз Кронштадт провожал русские корабли, отправлявшиеся в далекие воды! Прошло четыре месяца, и Атлантика уже позади. 2 ноября «Восток» и «Мирный» бросили якоря у Рио-де-Жанейро. Отсюда — путь на юг. В декабре корабли подошли к островам Южной Георгии. Первое открытие: на карте появился неведомый дотоле остров, которому дали имя в честь лейтенанта Анненкова. Закипела работа картографов, наносятся на карту новые мысы и заливы, открытые на островах Южной Георгии. Они получают русские имена — имена мичмана Демидова, Куприянова, Новосильского и других. Корабли идут дальше — к южным Сандвичевым островам. То и дело встречаются киты, тюлени. Около Сандвичевых островов был замечен первый айсберг, усеянный множеством пингвинов. Вот и еще открытие: неведомый остров, покрытый снегом и льдом. Он получает имя лейтенанта Лескова. Вскоре открывается остров Высокий. Перед кораблями появляется еще один остров, над которым «беспрерывно поднимались густые смрадные пары». Действующий вулкан, вздымающийся из морской пучины, получил имя капитан-лейтенанта Завадовского. Обследовав Сандвичевы острова, корабли дальше двинулись. 16 января 1820 года они достигли 69°2Г южной широты — самого южного пункта плавания. Антарктический материк был совсем рядом! Беллинсгаузен описал гряду бугристых льдов, тянувшихся с запада на восток. Вероятно, что глазам моряков открылось тогда побережье Антарктиды. 398
Корабли продолжали плавание. Наступило 5 февраля 1820 года. Суда очутились снова совсем рядом с суровым, скованным льдами берегом Антарктиды. Вспоминая об этом знаменательном дне, мичман Новосильский писал впоследствии: «5 февраля, при сильном ветре тишина моря была необыкновенная. Множество полярных птиц и снежных петрелей (буревестников) вьются над шлюпом. Это значит, что около нас должен .быть берег или неподвижные льды...» Далее он записывает: «Близ 69° южной широты и долготы от 15° и далее к востоку должен находиться берег». Да! Берег был почти рядом — берег Антарктиды. Корабли двинулись на восток, к Австралии. Здесь пополнили запасы и вышли в новое плавание, на этот раз уже по Тихому океану. 8 этом секторе океана русской экспедицией было открыто много новых островов, получивших общее название островов Россиян. Затем корабли вновь пришли в Австралию. 31 октября русские моряки взяли курс к югу, а потом повернули на восток; двигались вокруг полюса, обходя Антарктиду. 9 января был открыт остров, которому было дано имя Петра I. Беллинсгаузен вспоминал: «Невозможно выразить словами радости, которая являлась на лицах всех при восклицании: «Берег, берег!» Восторг сей был неудивителен после долговременного единообразного плавания в беспрерывных гибельных опасностях, между льдами, при снеге, дожде, слякоти и туманах... По приближении «Мирного» мы подняли флаги. Лазарев поздравил меня через телеграф с обретением острова, и, когда подходил под корму шлюпа «Восток», на обоих шлюпах поставили людей на ванты и прокричали по три раза взаимное «ура». Корабли, к сожалению, не смогли пристать к этому острову — первой суше, увиденной среди льдов Антарктики. Кстати, следует вспомнить, что второй раз у этого острова корабль показался только в 1927 году, более ста лет спустя после этой экспедиции! Ободренные успехом, русские моряки двинулись вперед, и вот на горизонте опять долгожданная земля! Это было 17 января 1821 года. Берег с вздымающимися суровыми горами получил имя Александра I. Беллинсгаузен писал: «Я называю обретение сие берегом потому, что отдаленность другого конца к югу исчезала за предел зрения нашего. Сей берег покрыт снегом, но осыпи на горах и крутые скалы не имели снега. Внезапная перемена цвета на поверхности моря подает мысль, что берег обширен или по крайней мере состоит Плавание Ф. Ф Бел- не из той только части, которая находилась перед 3^То»^ глазами нашими». тического материка. 399
Антарктический материк был открыт. Русские моряки сдернули завесу, скрывавшую от научного мира одну из сокровеннейших тайн природы. Земля Александра I еще и в наши дни полностью не исследована. Есть гипотеза, что это сильно выдающийся полуостров Антарктиды. Есть и предположение, что это острое, тесно примыкающий к материку. Море, омывающее Антарктиду в районе Земли Александра I, получило имя Беллинсгаузена. От Земли Александра I русские моряки направились к Южно-Шотландским островам и нанесли их на карту. Теперь экспедиция собралась в обратный путь — на родину. Замечательное кольцевое плавание вокруг Антарктиды было успешно окончено. 24 июня 1821 года «Восток» и «Мирный» после 751 дня плавания бросили якоря в Кронштадте. Русские шлюпы оставили за собой 92 тысячи километров труднейшего пути, в значительной части по неизведанным водам. «Плавание русских кораблей в 1820— 1821 гг. в антарктических водах по продолжительности, по упорству в достижении намеченной цели, по протяженности обследования высокоширотных районов до сих пор не имеет себе равных», — так говорится об этом плавании в советской лоции Антарктики. Это знаменательное плавание получило в свое время известность во всем мире. Значение его еще больше возросло в наше время, когда погребенный под толстым ледяным щитом материк Антарктики, долгие годы считавшийся никчемной землей, все чаще и чаще стал привлекать к себе внимание. Антарктика — богатейшие морские промыслы; в недрах Антарктиды скрыты залежи ценнейших ископаемых — угля, железа, серебра, золота. Это замечательная по географическому положению база на кратчайших воздушных путях, связывающих Африку, Южную Америку и Австралию. Важна Антарктида и как место для метеорологической службы в районе, в значительной степени определяющем погоду во всём южном полушарии. Мощь современной техники позволяет смело вступить в борьбу с природой, сковавшей льдом огромные пространства южного материка, и овладеть таящимися в нем богатствами. Большие исследовательские работы ведутся сейчас в Антарктиде учеными многих стран и, в частности, большой группой советских ученых, "живущих в поселке «Мирный» и на базах в глубине материка. В СТРАНАХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ К середине прошлого века были исследованы и нанесены на карту отдаленнейшие уголки земного шара. Но по-прежнему огромная территория Центральной Азии изображалась на карте «белым пятном». Ценные сведения об этой громадной стране были собраны в древности и средние века китайскими путешественниками, однако их сочинения долгое время не были доступны для европейских географов. Пути к Центральной Азии были преграждены поясом высочайших на земле горных хребтов и безжизненными пустынями. 400
Эти препятствия оказались не менее серьезными для путешествующих по суше, чем когда-то тысячи миль бурного океанского плавания для моряков. Венецианец Марко Поло в XII веке отважился проникнуть в неведомые дотоле европейцам страны Азии. Его книга о путешествии в эти далекие земли читалась современниками как откровение. Многое же « ней казалось тогда столь удивительным, что вызывало смех и шутки, как явный вымысел. Более шести веков протекло со времени Марко Поло, но представления о сердце Азии оставались почти такими же. В 1832 году известный немецкий географ К. Риттер начал публиковать свой многотомный труд об Азии. В нем были обобщены все сведения об этом громадном материке. В значительной мере он был основан на материалах китайской географии. Труд Риттера имел неоспоримые достоинства, но вместе с тем в нем, как в зеркале, были отражены и неточные, а иногда и наивные представления тогдашней науки о Центральной Азии. Риттер, например, считал, что Центральная Азия — это одно гигантское плоскогорье. Современник Риттера, крупнейший немецкий ученый и путешественник Александр Гумбольдт, имя которого сейчас носит Берлинский университет, позже выдвинул предположение, что Центральную Азию пересекают четыре меридиональных и четыре широтных горных хребта. Гумбольдт убежденно говорил также О вулканической Природе Маршруты среднеазиатских путешествий ЭТИХ ГОр. Все ЭТО были ЛИШЬ ДО- П. П. Семенова-Т ян-Шанского. гадки, предположения. Ученые опирались на отрывочные сведения о некоторых областях Центральной Азии. Ни Риттер, ни Гумбольдт, более того — никто из европейских ученых там не бывал. Проникновению исследователей в центр гигантского материка мешало и недружелюбное отношение к инородным пришельцам со стороны местного населения, познакомившегося с несправедливостью и жестокостью колонизаторов. Между тем в Центральной Азии хранились разгадки многих интересовавших науку проблем. В русских экспедициях в Центральную Азию ярко проявились смелость, упорство и самоотверженность наших исследователей. Их не остановили ни высочайшие в мире горы, ни мертвые пустыни. Русские путешественники-географы сумели дружеским, лривет- 2Q Р-ассказы 401
ливым отношением к жителям изучаемых стран побороть их недоверие и настороженность. Уважение к чужим обычаям и нравам не раз открывало исследователям путь к научным победам. В одно время с русскими путешественниками начали свои исследования южной части Тибета англичане. Работа по составлению карт, описанию, сбору сведений была возложена ими на так называемых пандитов — образованных индусов. Руководители английских экспедиций смотрели на индусов, как на платных агентов своей разведки. Их не называли даже по имени, им присваивали клички. Первым географом, положившим начало эпохе исследования Петр Петрович Семенов-Тян-Шанский русскими учеными Центральной Азии, был Петр Петрович Семенов (1827—1914). В молодом ученом пробудился интерес к изучению земель, на которые никогда еще не ступала нога европейца и известных только по сведениям, почерпнутым в китайской литературе. С особой силой манил русского географа загадочный горный хребет Тянь-Шань. Семенов не побоялся трудностей и стал энергично готовиться к путешествию. Когда о его намерении стало известно Гумбольдту и Риттеру, они приветствовали смельчака, но все же, как пишет сам Семенов, «не скрывали своих сомнений относительно возможности проникнуть так далеко в сердце Азиатского материка». В мае 1856 года, после всесторонней подготовки, Семенов отправляется в Азию. Из города Верного (ныне Алма-Ата) начался его поход на Тянь-Шань. Русский географ совершил два похода к чудесному горному озеру Иссык-куль, изучил его восточную и западную оконечности и нанес на карту значительную часть горного хребта — Заилийского Алатау и его южную цепь — Кунче-Алатау. С восточных берегов Иссык-куля он обозрел панораму величественного Тянь-Шаня. Весной следующего года из Барнаула, где он провел зиму, Семенов вновь устремился к Тянь-Шаню. На этот раз он миновал южные берега Иссык-куля, достиг северной цепи Тянь-Шаня — Терскей-Ала- тау — и подошел к истокам реки Нарын. В это же лето молодой ученый, преодолевая многочисленные пре1 пятствия, проникает к центру могучей горной системы Тянь-Шаня. Семенов первым из европейцев вступил на склоны одной из высочайших вершин Тянь-Шаня — Хан-Тенгри («Царя неба»). Важнейшие открытия сделаны были русским географом во время этих путешествий. Первое из них — опровержение мнения Гумбольдта о вулканическом происхождении гор Тянь-Шаня. Семенов писал впо- 402
следствии: «Идея о существовании вулканов в Джунгарии была всегда одною из самых любимых идей Гумбольдта, но как ни желательным казалось мне внести в науку несомненные ее подтверждения, я должен сознаться, что желание мое нисколько не осуществилось». Здесь не оказалось «ни вулканов, ни истинных вулканических явлений». Открытие Семенова помогло составить представление о природе огромной горной страны. Вместе с тем оно повлияло и на представление о вулканизме в Тянь-Шане. Новые достоверные сведения по географии и геологии Центральной Азии пошатнули предложенную Гумбольдтом схему направления хребтов. Русский путешественник привез коллекции, обогатившие представления о геологии, растительном мире и мире насекомых этой горной страны. Были собраны обширные материалы по этнографии, культуре, о нравах и быте народов, населяющих страну Тянь-Шаня. Выдающаяся экспедиция П. П. Семенова принесла ему известность. По ходатайству Русского географического общества впоследствии к фамилии ученого было добавлено «Тян-Шанский». Много десятилетий П. П. Семенов стоял во главе Русского географического общества. Изучение Азии оставалось всегда в центре его внимания. Он был горячим вдохновителем и неутомимым организатором многочисленных экспедиций русских путешественников, трудами и отвагой которых были созданы научные представления об обширных районах Центральной Азии. Много сил отдал Семенов-Тян- Шанский изучению географии нашей родины, ее экономики и статистики. Первый поход П. П. Семенова в Азию. 26* 403
Петр Петрович Семенов-Тян-Шанский скончался в 1914 году, 87 лет от роду. Он был членом шестидесяти шести научных учреждений нашей страны и Европы. * * * Всему миру известен величайший путешественник XIX века Николай Михайлович Пржевальский (1839—1888). Ученые всех стран единодушно признают его исключительные заслуги перед географией; позднейшие географы рассматривают пору его деятельности как особую эпоху в познании земли. Современный английский ученый Дж. Бейкер, автор книги по истории географии, пишет о Пржевальском: «Его путешествия, начавшиеся в 1871 году и оборвавшиеся с его смертью в 1888 году, в корне изменили карту Центральной Азии. Его деятельность требует особого рассмотрения, и ее можно считать поворотным пунктом во всей истории исследования этого района. Поэтому мы и делим историю исследования Центральной Азии на три этапа: до, во время и после Пржевальского». В 1867 году молодой преподаватель географии и истории Варшавского военного училища Николай Михайлович Пржевальский обратился в Географическое общество с проектом экспедиции в Среднюю Азию. За плечами автора проекта была служба в армии, прохождение курса в Военной академии. Им было составлено «Военно-статистическое обозрение Приамурского края», был написан учебник по общей географии; первый труд открыл молодому ученому двери Географического общества, второй, выдержав -несколько переизданий, показал, что автор его — способный популяризатор науки. И все же опытный путешественник и исследователь П. П. Семенов- Тян-Шанский отклонил проект Пржевальского, он посоветовал Пржевальскому сначала проявить себя в изучении неизведанных местностей Уссурийского края. Пржевальский принял предложение Семенова. Отправляясь на Дальний Восток, он писал своему другу: «...я еду на Амур, оттуда на р. Уссури, озеро Ханка и на берега Великого океана, к границам Кореи. Да! На меня выпала завидная доля и трудная обязанность — исследовать местности, в большей части которых еще не ступала нога образованного европейца. Тем более, что это будет первое мое заявление о себе ученому миру, следовательно, нужно поработать усердно». Пржевальский отправился в далекий путь с самыми скромными средствами. Единственное, чем был он снабжен в изобилии, — это охотничьими припасами, порохом и дробью. Путешествуя по краю, богатому дичью, он, будучи метким стрелком, не знал нужды в продовольствии и мог не возить за собой запасы продуктов. Двигаясь по узким горным вьючным тропам, плывя по диким лесным рекам, продираясь сквозь чащи, молодой исследователь вел записи, неустанно собирал коллекции. Пржевальский был восхищен богатством природы Уссурийского края. Особенно поразило путешественника удивительное соседство южных и северных растительных и животных форм. Но не только чудесные картины первобытной природы встретил пу- 404
тешествеыник. Неожиданности подстерегали его на каждом шагу. В минуты опасности Пржевальский проявлял замечательное мужество. Вот как, например, рассказывает он о своей встрече с медведем: «Я решился подпустить чудовище как можно ближе, так как здесь уже стоял вопрос: быть или не быть... Когда медведь приблизился на расстояние 4 шагов, я спустил курок, и разъяренный зверь с простреленным черепом, словно сноп, рухнулся на землю». Возвращаясь из своей первой экспедиции, Пржевальский вез богатейшие научные трофеи. Здесь были коллекции жуков и бабочек, чучела Николай Михайлович Пржевальский птиц, гербарии. В 1870 году выходит в свет книга «Путешествие в Уссурийском крае», получившая очень высокую оценку и у специалистов-ученых и в широких кругах русского общества. Восторженный прием был оказан Пржевальскому в Географическом обществе. Его выдающийся талант исследователя, его энергия, смелость, умение преодолевать трудности — качества, необходимые для путешественника, — были очевидны. Трудный экзамен, данный Семеновым-Тян- Шанским, Пржевальский выдержал блестяще. Теперь могла осуществиться его мечта — побывать в центре Азии. В конце 1870 года Пржевальский выступил во главе небольшого отряда из пограничного забайкальского города Кяхты на Ургу (Улан- Батор). Далее путь лежал к Калгану через безводную, каменистую пустыню Гоби. Отсюда по густонаселенным местам экспедиция дошла до Пекина, где полтора месяца шла подготовка к походу. В сопровождении трех спутников Пржевальский покидает Пекин. Двигаясь по юго-восточной части Гоби, маленький отряд вышел к берегам большого озера Далай-нор. По пути Пржевальский вел съемку местности, определяя высоты. Прошло всего два месяца странствий, но путешественник уже сделал важные открытия: оказалось, что на карте Риттера, составленной по разнообразным источникам, обозначены возвышенности, которых нет в действительности. Пржевальский сообщал Географическому обществу: «Гора «Пе-ча», упоминаемая Рит- тером как высочайшая в этой части Монголии, положительно не существует. Я взобрался на многие вершины, с которых горизонт открывался далеко на все стороны, но нигде не видал особенно выдающегося пика». Отряд снова посетил Калган. Отсюда путь лежал на запад, к истокам великой китайской реки Хуанхэ. Пржевальский стремился посетить бассейны озер Куку-нор и Лоб-нор. Вот позади осталась страна Ордос, и путешественник вступил на унылые пески пустыни Ала-шань. Впоследствии Пржевальский писал: «Тяжело становится человеку в этом, в полном смысле, песчаном море, 405
лишенном всякой жизни. Не слышно здесь никаких звуков, ни даже трещания кузнечика — кругом тишина могильная... Недаром же местные монголы сложили несколько легенд про эти ужасные пески». Недостаток средств заставил путешественника вернуться в Калган. К этому времени экспедиция располагала уже обширными научными материалами: картами глазомерной съемки пути, записями температуры воздуха, воды и почвы, данными об абсолютных высотах и земном магнетизме и, наконец, коллекциями животного и растительного мира. В Калгане отряд пополнил свои денежные средства и снова двинулся к горному озеру Куку-нор. 25 октября 1872 года был торжественный день: взорам утомленных путников открылось огромное голубое зеркало Куку-нора. Пржевальский первым из европейцев вступил на берега озера. «Мечта моей жизни исполнилась! — писал в дневнике счастливый путешественник. — Заветная цель экспедиции была достигнута! То, о чем недавно еще только мечталось, теперь превратилось в осуществленный факт! Правда, такой успех был куплен ценою многих тяжких испытаний, но теперь все пережитые невзгоды были забыты, и в полном восторге стояли мы с товарищем на берегу великого озера, любуясь на его чудные, темно-голубые волны». От берегов Куку-нора Пржевальский пошел дальше — к центру Азии, к Тибету. В зимних условиях преодолев несколько хребтов, отряд поднялся на Тибетское плато. Здесь дневник пополнился новыми для науки сведениями о животном мире, о строении этой части горной страны. Очень важным достижением русского путешественника было исследование климата Центральной Азии. До Пржевальского наука о нем ничего не знала. Участникам экспедиции довелось на себе испытать все своеобразие тамошнего климата. Вот красноречивый отрывок из книги путешественника, показывающий условия жизни отряда на Тибетском нагорье: «...мороз стоит трескучий, да вдобавок к нему прямо навстречу дует сильный ветер. Сидеть на лошади невозможно от холода, идти пешком также тяжело, тем более неся на себе ружье, сумку и патронташ, что все вместе составляет вьюк около двадцати фунтов (8 кг). На высоком же нагорье, в разреженном воздухе каждый лишний фунт тяжести убавляет не мало сил; малейший подъем кажется очень трудным, чувствуется одышка, сердце бьется очень сильно, руки и ноги трясутся; по временам начинается головокружение и рвота. Ко всему этому следует прибавить, что наше теплое одеяние за два года предшествовавших странствий так износилось, что все было покрыто заплатами и не могло достаточно защищать от холода. ...Очень часто случалось, что к полудню поднималась сильная буря, которая наполняла воздух тучами пыли и песку; тогда идти уже было невозможно, и мы останавливались, сделав иногда переход верст в 10 или того менее... После обеда... являлась новая работа. Так как все лужи и ручьи, за весьма редкими исключениями, были промерзшими до дна, а снегу также не имелось, то приходилось ежедневно таять два ведра воды для двух наших верховых лошадей (для верблюдов же мы изредка мелко рубили лед, который они ели вместо снега). Затем наступало самое тяжелое для нас время — долгая зимняя ночь. Казалось, что после всех дневных трудов ее можно бы было провести спокойно и хорошенько отдохнуть, но далеко не так выхо- 406
дило на деле. Наша усталость обыкновенно переходила границы и являлась истомлением всего организма, при таком полуболезненном состоянии спокойный отдых невозможен. Притом же, вследствие сильного разрежения и сухости воздуха, во время сна всегда являлось удушье, вроде тяжелого кошмара, а рот и губы очень сохли». Пржевальский дает и теоретическое объяснение особенностям климата Центральной Азии. Прекрасную оценку заслуге русского исследователя в изучении климата Центральной Азии дал знаменитый русский климатолог А. И. Воейков. Он писал: «Пока продолжались его путешествия, просвещеннейшие и богатейшие страны Западной Европы соперничали в изучении Африки. Конечно, и изучению климата этой части света было уделено место, но наши знания о климате Африки подвинулись менее трудами этих многочисленных путешественников, чем наши знания о климате Центральной Азии, собранные одними четырьмя экспедициями Н. М. Пржевальского». Из Северного Тибета отряд русского путешественника повернул в обратный путь. Усталые путники вновь преодолели пустыни Ала-Шань и Гоби. Но вот Урга, а затем и Кяхта, из которой почти три года назад отважный русский путешественник начал свой первый великий поход к центру Азии. Позади были 11 тысяч километров пути по жарким безводным пескам, дразнившим путников миражами озер, по горным высотам, где не хватало воздуха для дыхания, по гигантским холодным плоскогорьям, встречавшим горстку смельчаков свирепыми бурями. Пржевальский немедленно принялся за обработку дневников, коллекций, записей астрономических и магнитных наблюдений. Плодом его напряженной работы была книга «Монголия и страна тангутов». Эту книгу встретили с восторгом не только специалисты-географы. Всем хотелось приобщиться к тому богатству знаний, которое добыл своим подвигом русский путешественник, и хотя бы мысленно, по книге, повторить его удивительный поход. В книге Пржевальского соединены исключительная научная точность с захватывающей формой повествования, оригинальное преподнесение материалов с искренностью и теплотой, которыми веет от ее страниц. Вскоре после выхода русского издания книга «Монголия и страна тангутов» была переведена на английский и немецкий языки. За границей она имела такой же, как и в России, успех. Газеты быстро разнесли по всему свету весть о подвигах русского исследователя. А путешественник тем временем уже был готов к новому походу в Центральную Азию. В 1876 году отряд из девяти человек во главе с Пржевальским вышел из пограничного Зайсанского поста через Кульджу в глубь Азии. Вначале дорога шла по плодородной, густонаселенной долине реки Или. Затем, перевалив хребет Тянь-Шань, русская экспедиция вышла к берегам реки Тарим и двинулась вниз по ее течению. После нескольких недель трудного пути по горным ущельям и пустынным предгорьям путешественники вышли к заросшим камышом берегам таинственного озера Лоб-нор. 407
С законной гордостью записал русский путешественник: «Еще шаг в деле исследования Внутренней Азии: бассейн Лоб-нора, столь долго и упорно остававшийся в неведении, открылся наконец для науки...» Пржевальский выяснил, что Лоб-нор — это, в строгом смысле слова, не озеро, а разлив реки Тарим, по существу большое тростниковое болото. Это открытие произвело среди современных географов сенсацию. Многие из европейских авторитетов, ссылаясь на сведения, полученные из древних источников — китайских карт и преданий, вступили в спор с русским исследователем. Они утверждали, что Лоб-нор — озеро соленое, а не пресное, что оно должно находиться на один градус в сторону от того места, где обнаружил озеро Пржевальский. Но путешественник убедительно доказал свою правоту. Противоречия между старыми сведениями об озере Лоб-нор и открытиями Пржевальского нашли себе объяснение. Оказалось, что озеро блуждает по пустыне, перекочевывая с места на место из-за изменчивости направления течения реки, питающей его водой. Достижением этой экспедиции Пржевальского было открытие и описание громадной горной цепи Алтын-таг, неизвестной дотоле науке. Оно имело принципиальное научное значение, так как по-новому освещало вопрос о северных границах Тибетского нагорья. Пржевальский установил, что граница этой огромной горной страны проходит на целых 300 километров севернее, нежели это предполагалось до него. Экспедиция также обогатила науку новыми зоологическими и ботаническими коллекциями, сведениями по метеорологии. Были привезены ценные маршрутные съемки пройденного пути, материалы по этнографии народов, живущих в этом суровом крае. .Маршруты путешествий Н. М. Пржевальского. 408
Успех второй экспедиции Пржевальского был признан и русскими и западноевропейскими географами как новое замечательное достижение науки. Академия наук избирает путешественника своим почетным членом, Берлинское географическое общество награждает его золотой медалью имени Александра Гумбольдта. И снова, завершив отчеты о только что законченной экспедиции, Пржевальский отправляется в свое третье путешествие в глубь Центральной Азии. На этот раз его целью был Тибет. В марте 1879 года из Зайсанского поста отправился караван экспедиции из 35 верблюдов и 5 верховых лошадей. Путешественники без проводников прошли через мертвую пустыню Гоби. Затем на пути встали могучие гряды горной системы Нань-Шаня. В этой стране Пржевальский открыл несколько новых хребтов. Радовала природа этих мест. Пржевальский записал у себя в дневнике: «...нигде во всей Центральной Азии (мы) не встречали столь очаровательной местности, как по среднему течению Тэтунг-гола. Здесь прекрасные обширные леса с быстротекущими по ним в глубоких ущельях ручьями, роскошные альпийские луга, устланные летом пестрым ковром цветов, рядом с дикими недоступными скалами и голыми каменными осыпями самого верхнего горного пояса, внизу же быстрый извилистый Тэтунг, который шумно бурлит среди отвесных каменных громад, — все эти сочетается в таком грандиозном величии, местами в таких дивных, ласкающих взор формах, какие нелегко поддаются описанию. И еще сильнее чувствуется обаятельная прелесть этой чудной природы для путешественника, только что покинувшего утомительно-однообразные безжизненные равнины Гоби...» Но вот чудесная страна осталась позади. Отряд начал восхождение на великое Тибетское плато. Оно встретило путешественников сильнейшими ночными морозами, бурями, во время которых воздух наполнялся тучами пыли и песка. Экспедиция в основном решила поставленные перед ней задачи. Впервые на карту положили те восемь тысяч километров, которые прошел отряд. Было открыто несколько новых, неизвестных дотоле горных хребтов в северной части Тибета. И на этот раз Пржевальский привез ценнейшие метеорологические наблюдения, позволившие выяснить причину бурь, свирепствующих в Центральной Азии. Экспедиция собрала обширные коллекции растений и животных. Среди экспонатов находилась шкура открытой в этой экспедиции дикой лошади, получившей в науке название лошади Пржевальского. Итоги третьего путешествия Пржевальского в Центральную Азию обнародованы в его книге «От Зайсана через Хами и Тибет и на верховья Желтой реки». Книга переведена на многие языки. В 1883 году, когда вышел в свет отчет о предыдущей экспедиции, Пржевальский, теперь уже всемирно известный путешественник, отправился в новое тибетское путешествие. Оно также оказалось исключительно плодотворным. Пржевальский открыл два больших озера — Джарин-нур и Орин-нур, из которых берет истоки великая китайская река Хуанхэ. На карту впервые были нанесены хребты Русский, Московский, Колумба, Загадочный. Хребту Загадочному решением Русского географического общества было присвоено имя Пржевальского. 409
Едва закончив описание этого похода, неутомимый путешественник начал деятельно готовиться к новой экспедиции в Центральную Азию. Участники ее перед выходом в путь поселились в городке Караколе, недалеко от озера Иссык-куль. Внезапная тяжелая болезнь сломила могучий организм Пржевальского, и 20 октября 1888 года великого русского путешественника не стало. По завещанию его похоронили на высоком берегу озера Иссык-куль. Над могильным холмом был сооружен памятник. Город Каракол получил имя Пржевальск. Поистине огромно научное наследство, оставленное Пржеваль- Григорий Николаевич Потанин. ским. По определению академика В. А. Обручева, он «открыл для современной науки пути в Центральную Азию и Тибет». В общей сложности маршруты экспедиций Пржевальского составляют более 33 тысяч километров. Им дана картина природы огромнейшей территории Центральной Азии. После успешно проведенной первой экспедиции Пржевальского Русское географическое общество решило организовать ряд подобных экспедиций. Выдающимися исследователями Центральной Азии были Г. Н. Потанин (1835—1920) и М. В. Певцов (1843—1902). Молодой офицер Григорий Николаевич Потанин в 1856 году встретился в Омске с П. П. Семеновым. Тот обратил внимание на пытливого молодого человека, мечтавшего о научной деятельности. Совместная работа с Семеновым помогла Потанину раскрыть свое дарование исследователя. Потанин переезжает в Петербург и поступает в университет. В 1863—1864 годах в составе отряда астронома Струве Потанин совершает свое первое путешествие вдоль русско-китайской границы, между Алтаем и Джунгарским Алатау. Но деятельность ученого была оборвана царским правительством, осудившим Потанина на каторжные работы за пропаганду идей культурного и экономического преобразования Сибири. Только в 1874 году благодаря ходатайству Географического общества Потанин был освобожден и смог снова под руководством Семенова продолжать свою деятельность. Географическое общество в 1876 году поручило Потанину руководство небольшим отрядом, отправившимся исследовать Северную Монголию. Два года странствований по Монгольскому Алтаю, Джунгарской Гоби и восточному Тянь-Шаню принесли богатые научные результаты. Экспедиция собрала ценные ботанические, зоологические и геологические коллекции, сведения по этнографии и экономике, выполнила маршрутные съемки. 410
В 1879 году Потанин с небольшим отрядом совершил вторую экспедицию. Были исследованы озера и горная группа Харкира, реки Улекем и Хакем — истоки Енисея. В начале 1884 года, когда Пржевальский отправился в Тибет, Потанин вышел во главе новой экспедиции, чтобы изучить восточную окраину Тибета и соседствующие с ней области Китая. Маршрут русского путешественника проходил по местам, где впервые ступала нога европейца. Обработка материалов экспедиции заняла несколько лет. Только осенью 1892 года Потанин смог выступить в новый поход к окраинам Тибета. Но болезнь и смерть жены Потанина — неизменной и самоотверженной участницы всех его путешествий — прервала эту экспедицию. В 1899 году Потанин вновь отправляется в Азию, к восточным окраинам Монголии. Он исследует среднюю часть хребта Большой Хин- ган и маньчжурскую провинцию Барга. Научным итогом многочисленных путешествий Потанина было открытие картины географического строения огромных азиатских областей. В частности, была исследована область Северного Китая, провинция Сычуань с прилегающей частью Тибета и горная система Нань-Шаня. Заслугой Потанина перед наукой являются и его замечательные исследования по истории, этнографии и истории материальной культуры народов, населяющих страны Внутренней Азии. Глубокий интерес к жизни и быту народов, умение найти путь к сердцам обитателей этой страны позволили Потанину познакомиться с сокровищницей народного эпоса, с древней и своеобразной культурой, с которой опытный исследователь находил для изучения все новые и новые богатства. На смену обрывочным и порой противоречивым сведениям русские путешественники дали действительно научные представления о Центральной Азии, имеющие достоверность увиденного собственными глазами. Выдающийся советский ученый, геолог и путешественник академик В. А. Обручев третьим из русских путешественников, создавших основу географии Центральной Азии, — после Пржевальского и Потанина — назвал М. В. Певцова. Михаил Васильевич Певцов, один из виднейших исследователей Центральной Азии, начал свое знакомство с этой страной в качестве начальника конвоя, сопровождавшего в 1876 году хлебный караван в китайский город Гуген. Маршрут проходил по неизвестной науке местности, и Певцов решил вести записи географических и этнографических наблюдений. Так родились «Путевые очерки Чжунгарии», приложением к которым служили карты с объяснениями, астрономические и магнитные вычисления, сведения по климатологии и зоологии. Большая научная ценность материалов, привезенных из путешествия, рекомендовала Певцова как серьезного и способного исследователя. Певцову поручили руководство экспедицией в Монголию и северные провинции Внутреннего Китая — Шаньси и Чжили. Русские путешественники, выйдя из станицы Алтайской, прошли до города Кобдо по древнему караванному пути к отрогам Хангая и достигли пустыни Гоби. После 600-километрового перехода по пескам они 411
вышли в юго-восточную Монголию и с большим трудом добрались до города Куку-хото. Затем, проведя зимние месяцы в городе Калгане, вернулись на родину. Экспедиция не ограничилась выполнением непосредственной задачи — съемкой 4 тысяч километров неизученной местности. В привезенном багаже находились многочисленные коллекции — зоологические, ботанические, минералогические. Были собраны обширные сведения по этнографии, истории и экономической жизни народов. После смерти Н. М. Пржевальского Певцову было поручено руководство экспедицией, подготовлен- Всеволод Иванович Роборовский. ной великим путешественником. В состав ее входили ученики и сподвижники Пржевальского — В. И. Роборовский и П. К. Козлов. В 1889 году отряд Певцова двинулся в Яркенд и посетил высочайший хребет Куэнь-лунь. Большая часть следующего, 1890 года ушла на изучение Кашгарской котловины, Куэнь-луня и Тибетского нагорья. Экспедиция побывала на берегах знаменитого блуждающего озера Лоб-нор. Обратный ее путь лежал через Урумчи. В январе 1891 года участники ее достигли русских границ. Карты, содержащие больше десяти тысяч километров глазомерной съемки, сведения о географическом положении многих пунктов, измерения высот, коллекции, насчитывавшие сотни видов позвоночных живот- пых, насекомых, примерно семьсот видов растений, обширная минералогическая коллекция и сведения по геологии посещенных горных районов — таков неполный список богатейших научных материалов, привезенных экспедицией М. В. Певцова. Обобщению результатов путешествия Певцов посвятил три тома «Трудов Тибетской экспедиции». ♦ * * Открытие огромной страны — Центральной Азии, начатое Пржевальским, а следом за ним Потаниным и Певцовым, было продолжено выдающимися учениками Пржевальского — Всеволодом Ивановичем Роборовским (1856—1910) и Петром Кузьмичом Козловым. Преемников традиции великого путешественника отличали самоотверженная любовь, к науке, широта научных интересов, высокий гуманизм. Два первых своих путешествия В. И. Роборовский совершил под началом Пржевальского в 1879—1880 годах и 1883—1885 годах. В них он сформировался как всесторонне подготовленный исследователь, в них определилось его главное увлечение — ботаника. За все путешествия Роборовского русская коллекция растений обогатилась 12 тысячами экземпляров 1 500 видов! 412
В 1893 году Русское географическое общество поручило Роборов- скому руководство новой большой экспедицией в Центральную Азию. Предстояло посетить еще никем не обследованные районы, установить в центре Азии метеорологическую станцию, а затем исследовать горный хребет Нань-Шань. Заканчивался маршрут в китайской провинции Сычуань. Помощником Роборовского был П. К. Козлов. В июне отряд покинул город Пржевальск. Двигаясь по горам и долинам восточного Тянь-Шаня, достигли Юлдуса — обширного горного плато в центре Тянь-Шаня. Здесь почти в течение месяца изучали богатую и разнообразную природу, животный мир и ^растительность этого края, представлявшего, по словам Пржевальского, обетованную страну для скотоводства. Из Юлдуса Козлов с частью отряда совершил поездку в южные пределы плато. После соединения отрядов экспедиция двинулась к Люк- чунской котловине — пустынной, засушливой стране. Ветры здесь достигали такой удивительной силы, что рвали прочные листья камыша на узкие ленточки. Здесь была организована метеорологическая станция. Участник экспедиции Шестаков остался при станции. Отряд Козлова направился через гористую, труднопроходимую пустыню к озеру Лоб-нор, а отряд Роборовского пошел через Хамийскую пустыню к оазису Сачжоу. Отряду Роборовского стоила больших усилий борьба с бурями, о которых писал в свое время Пржевальский. Особенно свирепствовали бури в «Долине бесов», где ветры часто губили караваны. Трудности пути усиливались морозами. Роборовский одно время не мог даже производить съемку местности, так как сильно обморозил руки. Отряду довелось наблюдать любопытное явление, порожденное ветром, — звенящие, или поющие, пески. У китайского оазиса Сачжоу отряды Роборовского и Козлова соединились. Каменная пустыня Хами, на которую редко ступала нога человека, была изучена. Природа Азии вновь пыталась преградить путь к своим тайникам. В Цайдамской впадине отважных исследователей встретили сильнейшие ураганы. Об одном из -них Роборовский рассказывал: «Поставленный вариться обед в котелке был сброшен с костра ветром, а дрова с огнем были унесены в степь. Верблюды лежали, вытянув по земле шеи, издавали какие-то стоны и глубокие вздохи; лошади, несмотря на голод, ничего не ели, то ложились, то вставали и, не выдерживая борьбы с порывами, опять ложились на землю. Наступали темные сумерки, окрашенные в темно-бурый, иногда красноватый цвет; набегавшие темные столбы пыли и песку с галькой превращали атмосферу в темную глубокую ночь, продолжавшуюся 1—3 минуты. Неожиданно страшный порыв вдруг проносил эту темноту и на минуту-другую открывал божий свет, сменявшийся немедленно снова или непроглядной тьмой, или по временам сумерками, окрашенными в темно-оранжевый цвет, похожий на освещение фотографической лаборатории. Я сидел в своей крохотной брезентовой палатке и наблюдал это невиданное в такой силе явление бурана. Но, увы, палатку в два часа времени буря истрепала в клочья. Буря свирепствовала всю ночь при — 25° и стихла только к утру». 413
Из Сачжоу экспедиция в полном составе направилась к горам Нань- Шань, исследование которых начал еще Н. М. Пржевальский. Путешественники установили, что Нань-Шань — это система горных хребтов, тянущихся параллельно друг другу. Они внимательно исследовали природу этих гор. Их особенно поразила растительность, удивительно приспособившаяся к короткому холодному лету в горах. Промерзшие за ночь до хрупкости растения оттаивают в лучах солнца и оживают. После посещения озера Куку- нор экспедиция взяла курс на Сычу- Петр Кузьмич Козлов. ань. Путь лежал по зимнему, почти бесснежному Тибетскому нагорью. Воды не было, и на вьючных яках путешественники везли куски льда. Стояли морозы, сопровождаемые ^ветрами и пыльными бурями. Термометр показывал иногда — 35°. Нередко путь проходил на высоте 4 тысяч метров. Давление воздуха было очень низким, Узк&я каменистая тропа иногда вилась по головокружительным кручам... Закаленный в труднейших походах, Роборовский писал, что более недоступной местности ему не приходилось видеть. Внезапная тяжелая болезнь В. И. Роборовского заставила прервать движение в теплую, с роскошной природой провинцию Сычуань. Пришлось повернуть обратно. Замечательными были итоги этого похода в Центральную Азию. Общая протяженность маршрута составила 16 тысяч километров. На карту было нанесено 200 тысяч квадратных километров 'земной поверхности. Большое научное богатство представляли собой метеорологические наблюдения, проводившиеся систематически в течение двух лет. Среди научных трофеев были обширнейшие коллекции: зоологическая, геологическая, ботаническая... Результаты этой экспедиции путешественник обобщил в трех томах. Обработка собранных материалов и коллекций продолжалась еще многие годы после смерти Роборовского, постигшей его в 1910 году. К крупнейшим исследователям Центральной Азии по праву причисляют Петра Кузьмича Козлова (1863—1935) —ученика Н. М. Прже-, вальского, соратника и друга В. И. Роборовского. Козлов вступил на путь исследователя под руководством Пржевальского, участвуя в его четвертом путешествии, в 1883—1885 годах. После смерти учителя Козлов участвовал в экспедициях, возглавлявшихся М. В. Певцовым и В. И. Роборовским. Славу Козлову создали три экспедиции, проверенные под его руководством. В 1899 году Козлов во главе отряда из 18 человек вышел от станицы Алтайской в направлении к Монгольскому Алтаю. Затем отряд 414
прошел по Центральной Гоби и по горной стране Кам — местностям, почти неизвестным географам того времени. Результатом этого путешествия было открытие величайших гор, описание озер и источников нескольких рек. Одному из горных хребтов Козлов дал имя Дютрейль-де-Рейса — французского путешественника, убитого по наущению фанатично настроенных лам. Другой хребет получил имя английского путешественника Вудвиль- Рокхиля. Обогатились сведения и о народах тех областей, по которым прошел отряд Козлова. Экономика, быт, обычаи населения этой части Центральной Азии нашли подробное отражение в отчете Козлова. Ко всему этому следует добавить богатые коллекции растений и животных, привезенные экспедицией. Труды участников этой Монголо-Тибетской экспедиции составили два тома — «Монголия и Кам» и «Кам и обратный путь». Научный мир высоко оценил достижения путешественника. Козлову была присуждена Большая золотая медаль Русского географического общества. Второе самостоятельное путешествие, вошедшее в историю науки под названием Монголо-Сычуаньской экспедиции, Козлов совершил в 1907—1909 годах. Она принесла исключительно важные научные результаты. В песках пустыни Гоби был открыт мертвый город Хара-хото, некогда столица древнего государства. Огромна научная ценность найденной в развали- Экспедиция П. К. Козлова открыла мертвый город. Хара-хото. 415
нах этого города библиотеки из 2 тысяч томов, написанных на языке древних тангутов, коллекции деревянных форм для печатания книг, указавшей на глубокую древность этого изобретения, коллекции печатных бумажных денег. При раскопках нашли также множество статуй, изображений на дереве, шелке и бумаге. Экспедиция посетила и тщательно исследовала озеро Куку-нор, на берега которого первым ступил учитель Козлова Н. М. Пржевальский. Затем была исследована территория страны Амдо. Вместе с исключительно ценными археологическими материалами из этого путешествия Козлов привез обширные коллекции по зоологии и ботанике. Свое третье путешествие Козлов совершил по Северной Монголии уже в годы советской власти, в 1923—1926 годах. И снова он сделал выдающееся открытие. Им было обнаружено более 200 могильников гуннов, которые жили здесь 20 веков назад! Были получены ценнейшие сведения по экономике и быту гуннов. Петр Кузьмич Козлов был награжден Русским географическим обществом медалью имени Пржевальского и избран его почетным членом. Своим действительным членом избрала путешественника Академия наук УССР. НА ДАЛЕКИХ МАТЕРИКАХ Русское географическое общество с первых лет своего существования одной из основных задач считало изучение «сопредельных России стран». Но и в познание стран, отдаленных от России, русские исследователи и путешественники внесли много нового. При энергичном участии Семенова-Тян-Шанского были организованы выдающиеся путешествия Н. Н. Миклухо-Маклая на Новую Гвинею, В. В. Юнкера по Африке, А. И. Воейкова по Северной и Южной Америке, Индии, Южному Китаю, Японии. Знаменитый русский ученый А. И. Воейков (1842—1916) прославился как основатель новой науки — климатологии. О научной деятельности А. И. Воейкова как климатолога рассказывается в главе «Науки о земле». Здесь мы остановимся на достижениях Воейкова как путешественника. В течение 1869—1876 годов Воейков совершил целый ряд путешествий по восточному Кавказу, Западной Европе, Соединенным Штатам Америки, Канаде, Мексике, Перу, Чили, Бразилии. Вернувшись ненадолго в Россию, он отправился затем в путешествие по Индии, острову Ява и Японии. Василий Васильевич Юнкер (1840—1892)—один из известнейших исследователей Центральной Африки. Он первым из европейцев вступил на территорию водораздела величайших рек Африки — Нила и Конго, представлявшую для тогдашней географии сплошное «белое пятно». Изнуряющая лихорадка, частая нехватка пищи, полные опасностей тропические леса — ничто не останавливало преданного науке путешественника. 416
«Я имел право, — записал он,— подумать о возвращении на родину, которая, как недостижимый мираж, витала предо мной во время бессонных ночей, во время болезней, в минуты самых тяжелых лишений. Но сейчас дело обстояло иначе. Я чувствовал себя снова сносно... а на юге и на западе было еще так много неизведанного. Я чувствовал, что я должен использовать все благоприятные возможности, иначе после своего путешествия по Африке я буду вечно упрекать себя». Юнкер не был единственным европейцем, странствовавшим в те годы по Африканскому материку. В историю географии занесены имена Нахтигаля, Рольфса, Швайнфур- та, Гранта, Стенли. Они обогатили науку ценными Николай Николаевич Миклухо-Маклай. и обширными сведениями об Африке. Но некоторые из этих путешественников выполняли роль агентов колониальных держав. Они стремились к «присоединению» негритянских племен к европейским странам. Известно, например, что Стенли заключил около 400 договоров с вождями племен на право распоряжаться их территориями. Десятки тысяч негров попали в жесточайшую кабалу колонизации. Не таков был Юнкер. Он относился к туземцам с уважением и доброжелательством. Русский путешественник смело устремился в дебри Африки в сопровождении нескольких носильщиков. С гордостью писал Юнкер: «Именно то, что я так последовательно придерживался моего отношения к туземцам, способствовало проникновению в неприступные до того страны, которые открылись мне, исследователю-одиночке...» Отважный путешественник делал то, что казалось его современникам поистине чудесами. Он встретил однажды Мамбаигу, вождя племени мангбатту. Люди этого племени слыли людоедами. Юнкер, не колеблясь, без охраны перешел реку и ступил во владения племени. Юнкер «стирал» «белые пятна» в центре карты Африки. Он обследовал верховья притоков Нила и Конго и тщательно нанес па карту эту обширную область с чрезвычайно сложным рельефом. Позднейших исследователей этих мест изумляла точность карт Юнкера. Одновременно Юнкер во всех мельчайших подробностях живо и красочно описал растительный покров и животный мир Центральной Африки. Со страниц его книг встает яркая картина природы этой далекой страны. Но еще больше, чем африканская природа, интересовали путешественника жизнь, обычаи, религия местного населения. В его дневниках не только описаны оружие, утварь, украшения негров, но и с восхищением 27 Рассказы 417
металлургов, гончаров, резчиков по рассказано об искусном труде дереву, строителей жилищ. Искренне волновала путешественника судьба народов Африки. Горечью пропитаны описания грабежей негритянских деревень, увода негров в рабство под предлогом борьбы с непокорными. «Только тогда, — читаем мы в книге Юнкера, — когда население будет все ограблено и разорено, как динка (название,племени. — Ред.), местные управители признают его замиренным». Юнкер более десяти лет провел в Африке, и на родине одно время его считали погибшим. Но потом ему удалось дать знать о себе. По приезде в Россию Юнкер передал свои богатейшие коллекции Академии наук. Многие предметы негритянского быта и вооружения, привезенные Юнкером, украшают витрины Музея этнографии в Ленинграде. Имя Николая Николаевича Миклухо-Маклая (1846—1888), одного из крупнейших путешественников XIX века, ученого-гуманиста, непримиримого противника реакционных измышлений расизма, известно всему миру. Научную деятельность Миклухо-Маклай начал как зоолог. Вместе с известным поборником дарвиновского учения Э. Геккелем он посетил Канарские острова; затем побывал на Средиземном, Красном и Черном морях, на Волге. Молодого ученого интересовали проблемы происхождения и развития органического мира. Н. Н. Миклухо-Маклай на Новой Гвинее. 1&&K*fbXr?t *"- 418
В 1869 году Миклухо-Маклай с трибуны Русского географического общества докладывает о результатах своих исследований. Тогда же у него зародился план путешествия на Новую Гвинею. На этот раз он собирался выступить не только как зоолог и ботаник, изучающий жизнь и строение низших организмов и растений. Свою главную научную задачу Миклухо-Маклай видел во всестороннем изучении жителей Новой Гвинеи — папуасов. Своими исследованиями русский ученый хотел ответить на один из важнейших вопросов науки, вокруг которого шла ожесточенная борьба. Этим вопросом было происхождение человеческих рас. Одни ученые — моногенисты — утверждали, что все расы произошли от одного корня, одного ствола; другие — полигенисты—пытались доказать, что каждая раса возникла самостоятельно, что белые и черные люди так же далеки друг от друга, как разные породы животных. Под научной оболочкой взглядов полигенистов скрывалась человеконенавистническая теория неравноценности рас, «естественной» подчи^ ненности цветных рас белой, теория, возвещавшая «неспособность диких племен к цивилизации». Когда от защитников этой теории требовали доказательств, они ссылались на жителей Новой Гвинеи. У папуасов, утверждали они, волосы растут по-особенному, «пучками», кожа у них не эластичная, как у белых, а жесткая. Еще русский ученый академик Бэр, сторонник единства происхождения человеческого рода, отвергал подобные «доказательства», полученные через десятые руки от невежественных людей. Важнейшей задачей науки Бэр считал изучение жителей далеких островов. Русское географическое общество поддержало проект Н. Н. Миклухо-Маклая, и он отправился к людям, жившим на ступени каменного века. Он получил место на военном корабле, который мог бы доставить ученого к цели путешествия, и скромную сумму денег на приобретение научных приборов и инструментов. Миклухо-Маклай внимательно изучил литературу, заручился советами виднейших ученых России и Западной Европы. П. П. Семенов составил для него программу исследований по политической экономии, академик Бэр — по антропологии, ценные советы и пожелания дал Э. Геккель. Отлично осведомленный о нравах европейских и американских колонизаторов, Миклухо-Маклай торопился на берег Новой Гвинеи: он знал, что интересовавшие его «фазы жизни этой части человечества при некоторых новых условиях (которые1 могут явиться каждый день) весьма скоро преходящи». И, объясняя свое желание отодвинуть занятия зоологией на второй план, он добавлял: «Те же райские птицы и бабочки будут летать лад Новой Гвинеей даже в далеком будущем». В сентябре 1871 года русский путешественник ступил на берег Новой Гвинеи. Когда скрылся вдали доставивший его корабль, он отправился в ближайшую папуасскую деревню. Его встретили враждебно. Перед путешественником встала труднейшая задача — завоевать доверие и друж: бу людей, находившихся на начальной ступени культуры. Находчивость и исключительное бесстрашие помогли путешественнику показать папуасам, что у него нет злых намерений. В ответ на 27* 419
угрожающие жесты и знаки Миклухо-Маклай постелил циновку и... лег спать посреди вооруженной толпы папуасов. При нем были только карандаш и записная книжка. Так состоялось первое знакомство ученого с местными жителями. Их настороженность и недоверие ослабли. Встреча за встречей, и скоро папуасы увидели в путешественнике друга. Миклухо-Маклай подарил папуасам семена полезных растений, несколько незнакомых им орудий из металла; он выступал учителем, врачом, советчиком. На страницах дневника ученого появляются записи об устройстве папуасской семьи, папуасского общества, о материальной культуре племен Новой Гвинеи, о языке папуасов. Обстоятельные антропологические наблюдения, исследования кожи, волосяного покрова, строения тела, сделанные Миклухо-Маклаем, начисто опровергли вымыслы расистов. В декабре 1872 года Миклухо-Маклаю неожиданно пришлось покинуть Новую Гвинею. Пришел русский корабль «Изумруд», посланный по настоянию Русского географического общества на розыски путешественника. Причиной этому были слухи о гибели Миклухо-Маклая, появившиеся в газетах европейских стран. Путешественник вынужден был покинуть берег, который впоследствии получил его имя. Опечаленные, провожали папуасы своего друга. Они взяли с Миклухо-Маклая клятву, что он обязательно вернется. После этого путешествия у русского ученого созрел грандиозный план: изучить все разновидности племен Меланезии. Он отправился на Филиппинские острова, побывал в другой части Новой Гвинеи. В 1875 году Миклухо-Маклай предпринял исключительно трудное путешествие через Малаккский полуостров. В науке было упоминание о живущих там «лесных людях». Русский ученый предполагал, что это могут быть остатки неведомого науке меланезийского племени оран-сакай. Был период дождей. Реки и ручьи Малакки вздулись и затопили все низменности. Путешественник двигался по колено, а то и по грудь в Боде. Миклухо-Маклай убедился, что коренное население полуострова родственно папуасам. Однако то не были папуасы. Исследователь принимает смелое решение: углубиться во внутренние области Малакки. Он готовится в путь. Европейцы, к которым он обращается за советами, пугают его кровожадностью «лесных людей», тиграми, обитающими в лесах. Но ученый твердо решил выполнить задуманное. Пробившись в глухие дебри, где до него не был ни один европеец, русский путешественник встретил племя низкорослых курчавых людей, называвших себя «оран-сакай». Это были меланезийцы. Они вели первобытный кочевой образ жизни. Теснимые малаккскими племенами, «лесные люди» были, как установил Миклухо-Маклай, предметом охоты работорговцев. Племя оран- сакай погибало. И оно действительно через некоторое время исчезло с лица земли. В 1876 году русский путешественник снова отправился на Берег Маклая. Дружелюбно встретили его папуасы. Он пользовался у них безграничным доверием и любовью. Авторитет Миклухо-Маклая был настолько велик, что он сумел даже предотвратить назревшую было войну между племенами. Дневник его непрерывно пополнялся драгоценными 420
для науки сведениями о жизни и нравах людей, живших на ступени каменного века. Много лет еще странствовал Миклухо-Маклай. Он побывал на нескольких островах и совершил путешествие в глубь Австралии. Наконец путешественник вернулся на родину. 29 октября 1882 года Н. Н. Миклухо-Маклай появился в зале Русского географического общества. «Ровно в 8 часов вечера, — сообщала об этом одна из петербургских газет, — вице-председатель общества П. П. Семенов ввел под руку нашего путешественника. При его появлении раздался оглушительный и долго не смолкавший гром аплодисментов. За стол президиума быстро вошел уже украшенный сединой Н. Н. Миклухо-Маклай». «Через восемь дней исполнится 12 лет, как в этой же зале я сообщил... программу предполагаемых исследований на островад Тихого океана, — так начал свой доклад знаменитый путешественник. — Теперь, вернувшись, я могу сказать, что исполнил обещание, данное мною Географическому обществу: сделать все, что будет в моих силах, чтобы предприятие не осталось без пользы для науки». Доклад Миклухо-Маклая произвел глубокое впечатление на присутствовавших, хотя с его открытиями члены Географического общества были знакомы: ученый пользовался каждым случаем, чтобы переслать в Россию (Бэру, Семенову, Литке) результаты своих наблюдений. Еще не раз ученый выступал с лекциями, рассказывая о природе и людях далеких островов Тихого океана. Со всех сторон получал он знаки признательности и уважения. Общество любителей естествознания и антропологии присудило ему золотую медаль. После короткого пребывания на родине Миклухо-Маклай в 1883 году снова отправился на Новую Гвинею, в бухту Астролябия, где высадился 13 лет назад. Это было последнее посещение ставших ему близкими папуасов Берега Маклая. Последние годы жизни Миклухо-Маклай отдает обработке громадных материалов, накопленных за многолетние странствования. Здоровье его, подорванное тропическими болезнями, ухудшается. Ученый торопится привести в порядок свои дневники, обработать черновые записи. Уже обессиленный, он продолжает диктовать главу за главой... В 1888 году, на 42-м году жизни, знаменитый русский путешественник скончался. Миклухо-Маклай своими исследованиями нанес удар реакционным расистским теориям. В СТРАНЕ ВЕЧНЫХ ЛЬДОВ Русские путешественники выступали неустрашимыми разведчиками Арктики, этой суровой части земного шара, где самоотверженные исследователи многих стран проделали большую исследовательскую работу. Уже в первой половине XIX века в России были предприняты экспедиции для детального и всестороннего изучения арктических островов и составления их точных карт. Передовые русские-ученые стремились к претворению в жизнь ломоносовской идеи северного морского пути на восток. 42L
Исследования начались с Новой Земли, на которой поморы бывали еще в XV веке. В 1821 году к неприветливым ее берегам отправился лейтенант Федор Петрович Литке (1797—1882), молодой моряк, прошедший школу в плавании под командой знаменитого капитана Головкина. Наказ, данный экспедиции, требовал, казалось, немногого: «единственно обозрение на первый раз берегов оной (Новой Земли) и познание величины сего острова». Однако на самом деле это было задание большой трудности, так как даже близ южной части Новой Земли навигация длится очень недолго. Федор Петрович Латке. Ледовая обстановка того года была чрезвычайно тяжелой, и корабль не смог подойти к берегам острова. Морякам удалось лишь нанести на карту несколько участков берега. Летом 1822 года из Архангельска на бриге «Новая Земля» Литке снова вышел в море. После описи мурманского побережья экспедиция направилась к Новой Земле. Исследователи, производя съемку, двинулись вдоль берега острова на север. Корабль шел, пока льды не закрыли путь. Литке поручено было командование и в третьем плавании «Новой Земли». Маршрут третьего похода на большом протяжении совпадал с маршрутом второго. Высадившись на землю, с дайних времен обозначавшуюся на картах как остров Рыбачий, Литке установил ошибочность тогдашних представлений о Рыбачьем: на самом деле это был полуостров. Но ошибка ли это? Изучив местность, Литке выдвинул интересное предположение. Характер перешейка полуострова, по его мнению, свидетельствует о том, что в недалеком прошлом Рыбачий мог быть островом, что дно поднимается из моря. Впоследствии учеными был установлен факт поднятия северного побережья Кольского полуострова. Предвидение Литке подтвердилось. На пути к северной оконечности Новой Земли тяжелые льды встретили корабль почти там же, где и в предыдущем году. Это дало основание Литке сделать вывод о некотором постоянстве скоплений льдов в отдельных районах моря. Ныне эта точка зрения подкреплена многолетними наблюдениями1 советских полярников. На обратном пути экспедиция исследовала пролив Маточкин Шар. Затем моряки нанесли на карту и описали западное побережье южного острова Новой Земли. У Карских Ворот перед Литке открылась заманчивая возможность выйти через свободный от льда пролив в Карское море и подойти к еще неизведанным восточным берегам Новой Земли. Однако тяжелая ава- 422
рия, чуть было не закончившаяся трагически, помешала Литке. У входа в Карские Ворота бриг сел на камни. Из-за большого волнения судно оказалось в очень тяжелом положении. Героической работой экипажа удалось стянуть бриг с камней, но на сильно поврежденном судне Литке уже не решился идти в Карское море и взял курс на Архангельск. В 1824 году Литке совершает четвертую экспедицию к Новой Земле. После глубокого изучения результатов всех четырех плаваний Ф. П. Литке издал замечательную книгу «Четырехкратное путешествие в Северный Ледовитый океан, совершенное на военном бриге «Новая Земля» в 1821, 1822, 1823 и 1824 годах флота капитан-лейтенантом Федором Литке». В 1843 году под руководством Литке были составлены новые карты Баренцева и Белого морей, отличавшиеся большой точностью. Изучение Новой Земли продолжил молодой талантливый моряк Петр Константинович Пахтусов. В 1832—1833 годах Пахтусов во главе отряда из восьми человек отважился провести зиму на восточной части Новой Земли, этого почти безжизненного острова. Он дал первое описание южной и восточной частей его берега. Неприветливо встретила тамошняя природа горстку смельчаков. Зимою над островом свирепствовали снежные бури. «Часто случалось, — писал о них Пахтусов, — что избу заносило до того, что место ее можно было узнать только по флюгеру на шесте высотою до 6 сажен». Весной началась цинга. Ко всем трудностям прибавилась еще и слепота, причиной которой служили сверкающие на солнце снега. Все же Пахтусов совершал большие экскурсии, чтобы нанести на карту -побережье острова» В 1834—1835 годах смелый полярник провел вторую зимовку на Новой Земле. Яркий след в истории познания Арктики и северо-востока России оставил Федор Петрович Врангель. Экспедиция, возглавлявшаяся им и мичманом Ф. Ф. Матюшкиным в течение трех лет, с 1821 по 1824 год, нанесла на карту значительную часть побережья Восточной Сибири, описала Медвежьи острова и указала на существование ранее неизвестного острова севернее Чукотки. Много трудностей пришлось преодолеть участникам этой экспедиции. Береговые льды — припай — заставили отказаться от съемки берегов с корабля. Всю свою работу экспедиция провела, двигаясь пешком по торосистому льду. Вот что писал Врангель: «Бесчисленные, по всем направлениям разбегавшиеся во льду щели, выступавшая из них мутная вода, мокрый снег, смешанный с земляными и песчаными частицами, — все уподобляло разрушенную поверхность моря необозримому болоту». Ослабленный морскими волнами ледяной покров, по которому двигались отважные исследователи, грозил им каждую минуту гибелью в пучинах холодного моря... «Судьба наша, — писал впоследствии Врангель, — зависела от дуновения ветра. Каждый несколько сильный шквал мог совершенно раздробить или разогнать поддерживавшие нас глыбы и превратить место, где мы стояли, в открытое море». Необыкновенное упорство и энергию проявили Врангель и его спутники, преодолевая нагромождения льда. «С помощью пешней, — вспо- 423
минал впоследствии путешественник, — пробивались мы через гряду плотных торосов неимоверной толщины. Лед их был чрезвычайно тверд. Местами он был смешан с голубоватою глиною и крупным песком. Почти на каждом шагу ломались нарты и рвалась упряжь. Несмотря на все предосторожности, сани скользили с гладких хребтов торосов и падали в промежутки, подобные оврагам. Вытаскивать оттуда нарты, держась на узкой и скользкой полосе льдин, стоило несказанных трудов. Люди и собаки совершенно измучились». Несколько тысяч километров составляет общая длина походов Врангеля по морским льдам. Врангель и его спутники пытались пробиться на север, туда, где, по словам чукчей, была земля, но всякий раз принуждены были возвращаться назад. Граница между припаем и дрейфующим льдом была неодолима. В результате экспедиции Врангеля появилась карта сибирского берега от Индигирки до Колючинской губы, опиравшаяся на точные астрономические определения. Большую ценность представляли геомагнитные наблюдения Врангеля. Основываясь на сведениях, полученных от чукчей, Врангель пометил на своей карте остров и написал около него: «горы видятся с мыса Якана в летнее время». Только через 45 лет удалось кораблю подойти к тем местам, где были Матюшкин и Врангель. Где на карте русского путешественника значился остров в море, действительно оказалась земля. Ей было присвоено имя: остров Врангеля. Много лет спустя Врангель выдвинул смелый проект достижения Северного полюса. Руководствуясь своим опытом путешествия во льдах Арктики пешком и на собачьих упряжках, он предложил отправить из северной Гренландии к полюсу санную экспедицию; Врангель на пути предусматривал создание промежуточных продовольственных баз. Проект этот был настолько хорошо и глубоко продуман, что через несколько десятков лет положения этого проекта помогли построить план экспедиции к полюсу известному американскому путешественнику Роберту Пири. Один из блестящих примеров предвидения в истории науки — открытие Земли Франца Иосифа, сделанное задолго до того, как в ее водах появился первый корабль! Это предсказание принадлежит выдающемуся русскому ученому и революционеру П. А. Кропоткину. В составленной по поручению Русского географического общества записке о важности изучения северных морей П. А. Кропоткин писал: «Вряд ли одна группа островов Шпицбергена была бы в состоянии удержать огромные массы льда, занимающие пространство в несколько тысяч квадратных миль, в постоянно одинаковом' положении между Шпицбергеном и Новой Землей. Не представляет ли нам это обстоятельство, равно как и относительно легкое достижение северной части Шпицбергена, право думать, что между этим островом и Новой Землей находится еще не открытая земля, которая простирается к северу дальше Шпицбергена и удерживает льды за собой». Твердо уверенный в правильности своих научных выводов, Кропоткин подал проект экспедиции для исследования северной части Баренцева моря. Однако царское правительство в средствах отказало, и экспедиция не состоялась. 424
Открытие, сделанное Кропоткиным, и его проект привлекли к себе большое внимание в Европе. Вскоре двум лейтенантам австрийского флота, Юлиусу Пайеру и Карлу Вайпрехту, на деньги частных жертвователей удалось снарядить паровое судно «Тегеттгоф». Они отправились в плавание. Предвидение Кропоткина полностью подтвердилось: земля, о которой он писал, действительно существовала! # * * В историю открытия и покорения Арктики занесены светлые имена самоотверженных русских путешественников Эдуарда Васильевича Толя, Владимира Александровича Русанова (1875—1912), Георгия Львовича. Брусилова (1888—1914) и Георгия Яковлевича Седова (1877—1914). В 1882—1883 годах был проведен первый Международный полярный год. Арктика была как бы опоясана цепью исследовательских станций, организованных по предварительному договору несколькими странами. В этой научной работе участвовали и представители нашей страны. На зимовке в дельте реки Лены был молодой геолог Э. В. Толь, показавший себя талантливым исследователем. Затем он совершил трудную экспедицию на Ново-Сибирские острова и побережье Ледовитого океана. Выступая на собрании Русского географического общества с рассказом о своей экспедиции, Э. В. Толь в заключение сказал: «И есть еще много работы русским географам на севере, на Сибирском материке и на островах, открытых и еще не открытых, но отчасти виденных издали. При рассказе о виденной и мною в 1886 году Санниковой Земле на север от острова Котельного, мой проводник Джергели, семь раз проводивший лето на островах и видевший несколько лет подряд эту загадочную землю, на вопрос мой: «Хочешь ли достигнуть этой дальней цели?», дал мне следующий ответ: «Раз наступить и умереть». С такой же силой заворожен был таинственной «Землей Санникова» и сам Толь. В 1898 году было принято решение об организации большой экспедиции под начальством Толя для открытия «Земли Санникова» и исследования Ново-Сибирских островов. После тщательной подготовки 8 июля 1900 года из Кронштадта отплыло экспедиционное судно «Заря», на борту которого находилось 20 участников похода. «Заря» должна была посетить места, где предполагалась «Земля Санникова», а затем пройти Северным морским путем в Тихий океан. Зимой 1900/01 года «Заря» зазимовала в одной из бухт Таймырского полуострова. -Летом судно снова двинулось на восток, но плавание не принесло желанной встречи с таинственной «Землей Санникова». Пришлось снова зазимовать в одной из бухт острова Котельного. Весной 1902 года Толь в сопровождении помощника — астронома Ф. Зееберга — и двух промышленников — якута В. Горохова и тунгуса Н. Протодьяконова — отправился на остров Новая Сибирь, рассчитывая затем посетить остров Беннета, на который еще не ступала нога человека. С открытием навигации туда же должна была прийти и «Заря». Но деревянное судно не смогло одолеть преградившие путь могучие льды. 425
Лишь на следующий год к острову Беннета пробилась спасательная партия. Ни Толя, ни его спутников она не нашла. Моряки увидели лишь врытое в землю весло; под ним обнаружили бутылку с тремя записками. В первой Толь извещал о благополучном прибытии на остров, во второй сообщалось место, где была устроена база, в третьей были дополнения ко второй записке., Пользуясь этими указаниями, участники поисков дошли до избушки, в которой нашли последний, четвертый документ. Толь сообщал краткие сведения по геологии и животному миру острова. В заключение говорилось: «Отправимся сегодня на юг. Провизии имеем на 14—20 дней. Все здоровы». Больше никаких следов пребывания Толя и его спутников на острове найдено не было. По-видимому, исследователи погибли во время перехода по льдам открытого моря. Загадка «Земли Санникова» окончательно разрешена только в наши дни. Неоднократные плавания и дрейфы в местах, где мог оказаться этот остров или архипелаг, а также разведка с самолетов позволили точно установить, что такой земли нет. Однако в прошлом она могла существовать. Промышленник Санников, впервые заметивший в 1811 году эту землю, да и сам Толь, возможно, видели остров, состоявший из ископаемого льда, покрытого морскими наносами. Такие ледяные, медленно тающие острова известны в море Лаптевых. Вероятно, к нашим дням «Земля Санникова» растаяла, а может быть, унесена дрейфом. Выходец из низов трудового народа, офицер флота, гидрограф Георгий Седов в 1912 году выступил с проектом экспедиции к Северному полюсу. В середине лета из Архангельска должен был отплыть корабль к Земле Франца Иосифа. После зимовки, в течение которой намечались различные исследования этого архипелага, «полюсная партия» должна была отправиться к цели. В течение шести месяцев надо было достичь полюса и вернуться обратно или пройти к Гренландии. Корабль тем временем должен был находиться у берегов Земли Франца Иосифа или у границы льдов и дожидаться возвращения «полюсной партии». На все это должно было уйти не менее двух лет. По расчетам Седова для проведения такой экспедиции нужна была очень скромная сумма — 60—70 тысяч рублей. И все-таки царское правительство отказало Седову в деньгах. Средства для организации экспедиции Седову пришлось собирать у частных жертвователей. Прямой и честный, Седов доверился некоторым дельцам, взявшимся «помочь» в подготовке экспедиции, а они исподьзовали его имя для рекламы своих фирм и для спекуляций и наживы. Поставщики снабдили экспедицию недоброкачественными продуктами. Судно экспедиции «Св. Фока» вышло из Архангельска летом 1912 года. Ледовая обстановка в этот год сложилась крайне тяжелая. Корабль вынужден был зазимовать в одном из заливов .Новой Земли. Седов использовал вынужденную остановку для детального исследования ее северной части. Работы участников экспедиции значительно изменили карту северо-западного берега острова. В сентябре 1913 года «Св. Фока» смог продолжать плавание. Наконец была достигнута Земля Франца Иосифа. Здесь началась вторая зимовка. 15 февраля 1914 года в сопровождении матросов Г. Линника и А. Пустошного на трех санях, запряженных собаками, Седов отправился в поход. Седов был болен. Матросы уговаривали его возвра- 426
титься. Но начальник был непреклонен. На седьмые сутки пути, ослабленный болезнью, он не смог уже идти, ехал, лежа на нартах. 5 марта, во льдах близ острова Рудольфа, Седов скончался. Спутники вернулись на корабль и рассказали о его гибели. Участники экспедиции, оставшиеся на судне, вмерзшем во льды, вели напряженную научную работу, в частности профессор В. Ю. Визе произвел съемку острова Гукера й некоторых других островов архипелага. Впервые были поставлены наблюдения за движением ледников, покрывавших острова Земли Франца Иосифа. Когда взломало лед, судно направилось в обратный путь к мур- Георгий Яковлевич Седов. майскому берегу. В крайне тяжелый по состоянию льда 1912 год в Арктике пЬгибла шхуна «Св. Анна», на которой собирался пройти Северным морским путем к Тихому океану лей^нант Г. Л. Брусилов. Затертая в Карском море около полуострова Ямал шхуна в октябре начала дрейф; участникам экспедиции во главе с Брусиловым не довелось вырваться из ледового плена. По-видимому, экипаж погиб вместе с судном, раздавленным льдами. В апреле 1914 года, когда «Св. Анна» была уже много севернее Земли Франца Иосифа, часть ее экипажа покинула судно и во главе со штурманом В. И. Альбановым направилась пешком по льду к этому архипелагу. Как выяснилось уже в пути, лед, по которому двигались полярники, держа направление на юг, сильно дрейфовал на запад, в открытый океан, где им грозила гибель. С нечеловеческими усилиями добрались они до самой западной оконечности Земли Франца Иосифа. Здесь отряд разделился, Большинство участников похода погибло. Лишь Альбанову и матросу Конраду посчастливилось встретить у мыса Флоры экспедицию на «Св. Фоке», отправившуюся после гибели Седова в обратное плавание. Дрейф «Св. Анны» и поход Альбанова принесли важные научные результаты. В судовом журнале, сохраненном Альбановым, были записаны первые сведения о северо-западной части Карского моря, в которой до того не плавало и не дрейфовало ни. одно судно. Изучая движения вмерзшего в лед судна,- удалось вывести важные заключения о морских течениях в этих водах. Маршрут группы Альбанова проходил по тем местам, где одно время, опираясь на указание участников австрийской экспедиции, считали возможным существование «Земли Петермана» и «Земли короля Оскара». Альбанов и его товарищи опровергли это предположение. Впоследствии, изучая по судовому журналу дрейф шхуны «Св. Анна», профессор В. Ю. Визе — участник экспедиции Седова — сделал 427
важное географическое открытие. Он обратил внимание на то, что движение льда в Карском море происходит таким образом, как если бы лед встречал в определенном месте препятствие своему дрейфу. Визе решил, что это должен быть еще не известный остров, и, пользуясь теоретическим построением, указал место, где он должен находиться. В 1930 году советский ледокольный пароход «Седов» действительно обнаружил на этом месте остров, получивший имя Визе. Проблема Северного морского пути, издавна приковывавшая внимание к себе русских людей, горячо Владимир Александрович Русанов. волновала молодого талантливого геолога Владимира Александровича Русанова. Идее завоевания Арктики он посвятил всю свою жизнь. Еще юношей он участвовал в арктическом плавании. В 1909 году Русанов деятельно потрудился в другой экспедиции, побывал на Новой Земле. Его особенно заинтересовал возможный путь обхода Новой Земли с севера. И через год на парусно-моторном судне «Дмитрий Солунский» Русанов отправился вокруг северного острова Новой Земли и обогнул его. Затем на судне «Полярная» энергичный исследователь Арктики путешествовал вокруг южного острова Новой Земли. В 1912 году самоотверженный исследователь отправился в новое плавание на небольшом парусно-моторном судне «Геркулес». Целью экспедиции были геологические изыскания на Шпицбергене. Успешно закончив работы, Русанов оставил часть своих сотрудников на Шпицбергене. А сам, воспользовавшись возможностью совершить еще одну разведку морского пути -с небольшим экипажем, взял курс на восток, в Карское море. С Маточкина Шара Русанов сообщал, что «Геркулес» отправляется в плавание к Тихому океану Северным морским путем. Никаких вестей от Русанова больше не было. Тайна гибели корабля осталась нераскрытой. Лишь больше двадцати лет спустя советские исследователи нашли у западных берегов Таймырского полуострова вкопанный в землю столб с надписью «Геркулес», 1913 год». Недалеко от столба были обнаружены предметы и остатки одежды участников плавания Русанова. Толь, Седов, Брусилов, Русанов погибли в борьбе с Арктикой. Но они вырвали у нее не одну тайну, они обогатили представления науки о природе страны вечных льдов. В условиях самодержавия русским исследователям Арктики приходилось бороться не только с дикой и суровой природой, но и с косностью царского правительства, не желавшего оказывать помощь энтузиастам, стремившимся в Арктику. Большое значение для освоения Северного морского пути имела полярная экспедиция на двух русских пароходах ледокольного типа — «Таймыр» и «Вайгач». 428
Спущенные на воду в 1905 году, эти корабли предназначались специально для прокладывания морской трассы вдоль северных берегоз Азии. В 1910—1911 годах экспедиция вела гидрографические работы в Северном Ледовитом океане. В 1912 году ледоколы отправились из своей базы — Владивостока, имея задание продолжить гидрографические исследования до устья Лены. План нового похода предусматривал, если позволит состояние льдов, плавание «далее на запад вокруг северного берега Таймырского полуострова, с расчетом пополнить запасы угля в Александровске на Мурманском берегу». Другими словами говоря, в случае благоприятной ледовой обстановки ледоколы должны были совершить сквозное плавание в северных морях с востока на запад! Плавание судов «Таймыр» и «Вайган» ознаменовалось выдающимся географическим открытием. Повторяя в 1913 году — вслед за первой, не удавшейся — вторую Попытку пробиться на запад, корабли встретили у восточного берега Таймырского полуострова мощный ледовый покров. Стремясь обойти льды с севера, суда повернули в океан. На пути неожиданно стали попадаться айсберги, служившие мореплавателям ясным признаком того, что где-то неподалеку есть ледники, сползающие с земли в море. И действительно, вскоре рассеявшийся туман открыл на фоне тусклого облачного неба панораму гористого берега неведомой зем&и. Это был один из островов архипелага к северу от мыса Челюскин, ныне известный под названием Северная Земля. Сделав это важнейшее географическое открытие, «Таймыр» и «Вай- гач» продолжали пробиваться дальше на север, надеясь встретить там чистую воду, открывающую путь на запад. Но льды заставили суда повернуть обратно. Еще раз пришлось возвращаться во Владивосток. Много испытаний претерпели экипажи кораблей, пробиваясь в следующем, 1914 году к далекому Архангельску. На этот раз льды в Карском море не только остановили корабли, как в прошлые годы, но и взяли их в плен. «Таймыр» попал в исключительно тяжелое положение. Его, словно тиски, сжали два сходившихся ледяных поля. Ледокол был приподнят и накренен. Несколько шпангоутов сломалось, многие погнулись. К счастью, льды ослабили свой напор, и корабль снова выпрямился. Но в сентябре оба судна вмерзли в лед. Тяжелую зимовку провели моряки. Только через одиннадцать месяцев, в августе 1915 года, ледоколы приобрели подвижность. В упорной борьбе со льдами, с туманами ледоколы медленно пробирались к заветной цели. 16 сентября «Таймыр» и «Вайгач» вошли в Архангельский порт. ♦ * * Великая Октябрьская социалистическая революция передала в руки народа все неисчерпаемые богатства родной земли. Перед наукой встала неотложная задача: провести планомерное исследование страны, необходимое для поднятия и развития производительных сил молодой Советской республики. В 1918 году по указанию В. И. Ленина был организован ряд экспедиций. В 1920 году экспедиции направились в Белое море, устье Оби, Енисея, Лены. В том же году был создан Комитет Северного морского 429
пути. Уже в первые годы советской власти «научные работы в Арктике приняли, — как пишет известный исследователь истории Арктики профессор Н. Н. Зубов, — такой широкий размах, какого не знала история исследования полярных стран». Сравнение современных карт с дореволюционными наглядно показывает результаты работы советских ученых-путешественников. Большие перемены произошли на карте района Карского моря. В 1916 году острова Северной Земли выглядели на ней как два пятна, имеющие определенные очертания только с восточной и южной сторон. Как велики эти острова, как выглядят их северные и западные берега, известно не было. В 1930—1932 годах на островах Северной Земли работала экспедиция во главе с Г. А. Ушаковым.-Необыкновенное упорство и отвага нужны были советским людям, чтобы шаг за шагом пройти более 7 тысяч "километров по скованным вечными льдами островам. 37 тысяч квадратных километров суши положили они на карту Арктики! На карте Карского моря появились многочисленные новые острова, открытые во время плаваний советских кораблей. После работ советских полярников в восточной Арктике существенно изменились на карте очертания острова Врангеля. Навсегда войдут в историю завоевания Арктики: знаменитая экспедиция на ледокольном пароходе «Г. Седов», плавания кораблей Северным морским путем за одну навигацию и дрейфующие станции «Северный полюс». Крупные географические открытия были сделаны и на материке. В 1926 году Индигирской экспедицией под руководством С. В. Обручева был открыт в Восточной Сибири новый громадный горный хребет; получивший название хребта Черского. После работ экспедиции С. В. Обручева коренным образом изменились географические представления о территории, в три раза большей, чем Германия. В 1928 году замечательное географическое открытие было сделано на Памире: обнаружена высочайшая вершина СССР. Были проведены большие исследования центрального Тянь-Шаня. В 1931 году советские альпинисты — участники научной экспедиции на Тянь-Шань, взошли на пик Хан-Тенгри, считавшийся недоступным. В 1943 году в центральном Тянь-Шане была открыта наивысшая точка этих гор и вторая по высоте вершина в нашей стране — пик Победы. Много интересных и важных открытий сделано и в других районах нашей необъятной страны, «Белые пятна» были стерты не только с общих географических карт, но и с карт специальных — почвенных, геологических и других. Сегодня почти не осталось «белых пятен» на карте нашей Родины, но работа исследователей страны не закончилась. Освоение и преобразование все новых и новых территорий заставляет более детально и подробно познавать их природу. Идет развернутое комплексное изучение нашей страны.
НАУКИ О ЗЕМЛЕ Целое семейство наук ведет в наши дни исследование земных недр. Геология, старейшая наука в этом семействе, состоит из многих научных дисциплин; она исследует строение нашей планеты, состав ее недр, главным образом земной коры, познает процессы, идущие в глубинах и на поверхности земли. Внимательно изучает геология историю нашей планеты: это дает возможность осмыслить разнообразные процессы, идущие в земной коре. Геологии помогают родственные ей науки: наука о минералах, детально исследующая строение веществ; петрография, изучающая горные породы; геохимия, выясняющая законы расселения химических элементов; геофизика, исследующая физические процессы в земных недрах. На прочные научные основы поставлено ныне и горное дело, помогающее овладевать богатствами земной коры. Велико значение наук, изучающих водные бассейны и атмосферу: океанографии, гидрографии, метеорологии, климатологии. Вода, водные просторы занимают большую часть нашей планеты. Реки орошают поля, вращают турбины. Водные дороги — дешевые и удобные пути сообщения. Моря и океаны определяют климат материков и служат неисчерпаемыми кладовыми ценнейших и разнообразных минеральных и органических богатств. В воздушном океане зарождаются облака, по воздушным путям приходят они к нашим полям, принося им живительную влагу. Сейчас человек проложил в атмосфере трассы невиданных дотоле кораблей — воздушных. Транспортное значение воздушного океана с каждым десятилетием растет и растет. Знание законов, управляющих этой стихией, приобретает все большую важность. Широк и разносторонен круг вопросов, которыми занимаются науки о земле. 431
НАУКА О ЗЕМНЫХ НЕДРАХ Геологический разрез Фроловского рудника: 1 — гранитная порода, 2 — девонский известняк, 3 — выработанная медная руда. С древнейших времен славилась Русь своими рудознатцами, первыми разведчиками земных недр. Поисками полезных ископаемых занимались сначала люди самых разнообразных званий, состояний, специальностей. Но по мере совершенствования разведочного дела рудоискательство начало превращаться в профессию. Начиная с XVII века, рудознатцами стали называть людей, целиком посвятивших себя поисковому делу. Появлялись настоящие «династии» рудознатцев. Накапливаемый ими опыт считался фамильной драгоценностью. Исторические документы XVI—XVIII веков упоминают фа!ми- лии Бибиковых, Строгановых, Коптяковых и других рудознатцев. Многие тайны земли сумели открыть разведчики недр. Зорко подмечая, казалось бы, самое неприметное, умело и тонко сопоставляя результаты своих наблюдений, они устанавливали надежные признаки, говорящие о присутствии тех или иных полезных ископаемых. Рудознатцам было известно, что золото надо искать по соседству с кварцем, что галмейная ромашка любит расти над залежами свинцовых руд, а бурый цвет травы указывает на присутствие под землей бурого железняка. В арсенале современных геологоразведчиков, вооруженных совершенными приборами для отыскания залежей полезных ископаемых, сохранились и эти, пришедшие к нам из седой древности, ценные сведения и примеры. Во всех концах нашей Родины археологи обнаруживают сейчас древнейшие каменоломни, серебряные и золотые прииски, оловянные и медные рудники, соляные промыслы, разработки слюды, серы, самоцветных камней, свидетельствующие о высоком мастерстве древних горняков. Население северо-западных районов Руси, славившихся своей железо- дельческой промышленностью, прекрасно умело, например, добывать озерные железные руды. Русские- мастера давно уже использовали такой сложный и совершенный вид горных работ, как бурение. На местах древних соляных промыслов археологи нашли немало скважин, служивших для добычи соляного рассола. Длина некоторых из них измеряется сотнями метров! Скважины были с деревянными обсадными трубами. «...Техника бурения и изоляции водоподъемных горизонтов по тому времени была высокой», — так пишет известный советский горный инженер К. Г. Володченко, изучавший древние рассолоподъемные скважины. Замечательным обобщением богатейшего опыта, накопленного древними буровыми мастерами, явилось создание во второй половине XVII века руководства «Росписи, как зачать делать новая труба на новом месте». Это одно из древнейших наставлений по технике бурильных работ. Русские рудознатцы прекрасно понимали, какое значение имеют изучение недр и1 добыча полезных ископаемых для блага страны. Постоянно заботился о развитии важного для промышленности дела — розыска полезных ископаемых — Петр I. В одном из указов он лисалг «...Наше же Российское государство перед многими иными землями преизобилует и потребными металлами, и минералами благословенно есть...» 432
«Не знаю, чего бы у нас на Руси не сыскать», — писал просветитель, изобретатель, искатель руд и экономист Иван Посошков. Изданные в то время указы вменяли рудоискателям в обязанность не ограничиваться одним только установлением рудоносности того или иного района, а досконально разведывать рудные залежи, устанавливать их размеры, определять, насколько выгодна их разработка, и доставлять обо всем этом подробные отчеты, прилагая к ним образцы найденных ископаемых. В 1700 году был основан специальный «Приказ рудокопных дел», в задачу которого входило руководство рудными поисками и горным делом, впоследствии он был заменен Берг-коллегией с еще более широкими полномочиями. Известия о новых находках, сделанных рудоискателями, часто появлялись на страницах первой русской печатной газеты. Уже в первом номере этой газеты, вышедшем 2 января 1703 года, можно прочитать: «Из Казани пишут, на реке Соиу нашли много нефти и медной руды, из той руды медь выплавили изрядну, отчего ожидают немалую быть прибыль Московскому государству». Вскоре были открыты важные каменноугольные бассейны нашей страны. Григорий Капустин в 1721 году обнаружил донецкий уголь, Иван Палицын и Марк Титов через год нашли каменный уголь в Подмосковье, Михаил Волков — в теперешнем Кузбассе. Чудесными памятниками золотых россыпей, рудных и угольных залежей увековечили свое мастерство разведчики подземных богатств. В истории горного дела почетное место занимает имя Василия Никитича Татищева (1686—1750). Человек больших и разносторонних дарований — историк, географ, металлург, — Татищев во время своей работы на Урале заботился не только о «размножении заводов». Много сил отдал он организации поисков руд и минералов и созданию новых рудников. Горячий патриот, он неутомимо ратовал за развитие русской горной промышленности. Пристальное внимание Татищева к горному делу нашло яркое отражение в его вопроснике, который он собирался разослать по губерниям с целью получения различных сведений. В вопроснике был специальный раздел «О подземностях». Татищев предлагал заменить в горнотехническом языке иностранные термины русскими словами. По тогдашней терминологии рудник, например, именовался «грубоем», вороток — «гаш- пелем», ученики — «гейзелями» и т. д. Своей деятельностью Татищев навлёк на себя гнев временщика Бирона. В 1739 году Татищев был лишен всех чинов и брошен в Петропавловскую крепость. Оттуда он вышел только после падения бироновщины. Горячим ревнителем отечественной горной промышленности был современник Татищева — Вилим Иванович Геннин. Возглавляя более десяти лет, с 1723 по 1734 год, уральскую горнозаводскую промышленность, Геннин проявил себя не только как энергичный организатор, но и как неутомимый исследователь* 1 Ж 28 Рассказы 433
Кристаллы горного хрусталя. Во время своих путешествий он собрал много ценных сведений о подземных богатствах. Сочинение Геннина «Иатуралии и минералии камер в сибирских горных и заводских дистриктах... и прочих куриозных вещах абрисах» в течение долгого времени служило справочником и учебником по горному делу. Геннин описывает месторождения железной руды на Урале, сообщает о нефти, найденной в районе Вишеры, пишет о больших запасах железных и медных руд на территории нынешнего Казахстана, подробно рассказывает о технике бурения, применяющейся русскими мастерами. Из книги Геннина можно узнать имена многих русских первооткрывателей месторождений полезных ископаемых. В своей «Натуралии» Геннин не ограничивается поверхностным описанием месторождений: он сообщает об их простирании и наклоне. Книга Геннина, несмотря на ряд содержащихся в ней наивных рассуждений, отражавших тогдашние представления, бесспорно заметная веха в истории накопления знаний о земле. Застывшая и трещины в коре. лава земной Ко времени, когда развернулось творчество Ломоносова, геологии как самостоятельной науки еще не существовало. Множество фактов, добытых путешественниками, рудоискателями, горняками, еще не было должным образом осмыслено, обобщено. Высказывались только отдельные геологические идеи, причем в воззрениях ученых было много неверного, неточного. Естествоиспытатели, как правило, придерживались метафизических представлений — не видели Землю в ее развитии. В XW—XVII веках в научном мире имели хождение теории дилювианизма. Приверженцы &тих теорий пытались объяснить факт нахождения в пластах земной коры остатков вымерших животных легендой о всемирном потопе. Все на поверхности Земли — горы, материки, земные слои и т. д. — все это, говорили они, следы всемирного потопа, после которого поверхность нашей планеты осталась неизменной. И во времена Ломоносова многие представители науки придерживались взглядов о неизменности Земли, ее строения и ее обитателей. «Мир от века дан таким же, как он есть сейчас», — утверждали ученые. Исходя из этого, они ставили своей целью только классифицировать то, что хаотично, по их мнению, сгрудилось в недрах. Необходимо отметить, что подобные представления имели место в XIX веке в виде так называемой теории катастроф, о которой Ф. Энгельс сказал, что эта теория «о претерпеваемых землей революциях была революционна на словах и реакционна на деле». Сторонники теории катастроф утверждали, что вся первоначальная история нашей планеты разделена на ряд эпох страшными катастрофами—потопами. Каждая такая катастрофа сметала с лица земли все живое. Вслед за катастрофой наступал новый акт творения. Изображая таким образом древнейшую историю Земли, катастрофи- сты еще оставляли здесь место хотя бы для какого-то подобия изменчивости мира. После же того, как появился на Земле человек (по их мнению, его создал творец), все утихомирилось, и с тех пор Земля и животный мир якобы навеки неизменны. 434
По-иному смотрел на мир Ломоносов. Высмеивая тех ученых, которые, выучив несколько слов: «Бог так сотворил» и «сие дая в ответ вместо всех причин», он смелыми мазками набрасывает величественную картину мира, рисуя его вечно живым, движущимся, меняющимся. «Твердо помнить должно, — говорит он, — что видимые телесные на земле вещи и весь мир не в таком состоянии были от создания, как ныне находим, но великие происходили в нем перемены...» Идея постоянного и непрерывного развития, провозглашенная Ломоносовым, явилась краеугольным камнем фундамента науки о земле. Ломоносов указывает, в результате действия каких сил происходит развитие и изменение строения земной коры. Он делит эти силы на внешние и внутренние. Внешние — это «сильные ветры, дожди, течения рек, волны морские, пожары в лесах, потопы». Внутренние силы — это землетрясения, деятельность вулканов, жар, господствующий «в земной утробе». Мысли Ломоносова о происхождении горных пород легли в основу важных для современной геологии учений о диагенезе и метаморфизме. Под диагенезом геологи понимают сложную совокупность химических и физических явлений, превращающих с течением времени рыхлые осадки и отложения в твердые, окаменелые породы. Учение о метаморфизме говорит о самых глубоких, коренных изменениях в строении горных пород, происходящих под действием ёысоких температур и давлений. Не только основа, но и отдельные детали ломоносовского учения сохранили свое значение в наши дни. Примером этому может служить важное указание Ломоносова на «возможность сухого хрусталей рождения», то есть, говоря языком современной науки, на возможность образования кристаллов в твердой горной породе. В своем учении о земле Ломоносов отразил многообразие причин ее изменения. Неполными представляются рядом с его воззрениями взгляды немецкого ученого Вернера, жившего несколько позже Ломоносова и считавшего море главным фактором формирования рельефа земли. Несмотря на узость гипотезы Вернера, явившейся по сравнению с ломоносовским трудом шагом назад (характерно, что эта гипотеза поддерживалась духовенством), она нашла себе сторонников среди многих ученых. Сторонники учения Вернера стали именоваться «нептунистами» (по имени Нептуна — бога моря в античной мифологии). Учение «непту- нистов» имело хождение даже в XIX веке. В уже давно опубликованном труде Ломоносова «О слоях земных» (1763 г.) Вернер и его последователи могли бы найти убедительнейшие возражения своей гипотезе. Будто прямо к ним обратил следующие слова своего труда Ломоносов: «Чем возвышены великие хребты Кавказские, Таврийские, Кордильерские, Пиренейские и другие и самые главные горы, то-есть части света?!» — восклицает он. «Конечно, не ветрами, не дождями, кои еще с них землю смывают, конечно, не реками, кои из- них же протекают, конечно, не приливами и не потоками, кои до их не досягают и натурально досягнуть не могут и тяжкой каменной материи, из коих вершины оных состоят, на такую Действие сил воды и ветра: ущелье, промытое рекой; скала с отверстием, пробитым волнами. Скала, принявшая в результате выветривания форму диковинного гриба. 28* 435
ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ | периоды четвертичный. третичный юрский триасовый ПЕРМСКИИ КАМЕННОУГОЛЬНЫЙ ДЕВОНСКИЙ силурийский ОРДОВИЧСКЙЙ кембрийский ДОКЕМБРИИСШ фазы горообразования 1 Герцинское j_ Альпийское гороо^зазобани» Калейонсш Чарнийсков hopodtfpcDatiamA высоту поднять не могут. Чем вырыты ужасной и недосягаемой глубины пучины морские? Конечно, не дождями и не бурями, кои во глубину весьма мало действуют; конечно, не вливающих рек быстриною, коя исчезает при самых устьях». Через труд «О слоях земных» красной нитью проходит плодотворная идея о том, что геологические явления в прошлом Земли можно объяснить теми же процессами, которые и в настоящее время совершаются на ее поверхности и в недрах. Ключом к раскрытию прошлого Земли и предвидению ее будущего является познание ее настоящего. Это так называемый принцип акту- ализма — стержень всех геологических теорий. Трудами Ломоносова, так же как и трудами жившего несколько позднее английского ученого Д. Геттона, были заложены основы новой, эволюционной -геологии. Эволюционные идеи в геологии получили дальнейшее развитие в творчестве великого английского ученого Чарлза Лайеля (XIX век). С великой страстью отдавался Ломоносов построению основ геологии, стремясь, чтобы соотечественники его «вникнули разумом и рачением в земные недра, к большему приращению государственной пользы...» В трудах Ломоносова, посвященных горному делу, минералогии, геологии и кристаллографии, разбираются вопросы и теоретические и сугубо практические. Ломоносов создал первое руководство по горному делу, написанное на русском языке. Горные мастера, техники и инженеры могли почерпнуть из сочинения Ломоносова много ценных практических указаний и советов. Ломоносов рассказывал о способах проходки и крепления горных выработок, об инструментах, употребляемых в горном деле. Особое внимание уделял он описанию применяемых в шахтах механизмов. Ученый не ограничивался только описаниями. Он четко классифицировал подземные выработки по их особенностям. Классификация эта в основных своих чертах сохранилась до нашего времени. Стремясь облегчить и обезопасить труд горняков, Ломоносов изобрел много интересных машин и разработал первую теорию естественного проветривания шахт, помогающую строить рудники так, чтобы обеспечить в них. хорошую вентиляцию. Он сконструировал специальную вентиляционную установку, приводимую в действие водяным колесом. Ученый стремился к тому, чтобы, наряду с практическими приемами горнорудного дела, познакомить своих соотечественников и с вершинами тогдашней науки. Недаром свой научный труд «О слоях земных» Ломоносов поместил в качестве приложения к классическому сочинению «Первые основания металлургии, или рудных дел», которое он написал, как знает читатель, для самых широких кругов русских горняков и металлургов. Как же узнать строение недр? И Ломоносов дает ответ. «Начиная по порядку сие дело, — пишет сн, — за необходимость почитаю описать кратко... самый верхний слой, как покрышку всех прочих, то есть самую земную наружность. Ибо она есть часть нижних, и по смежеству много от них заимствует, уделяя им и от себя взаимно...» 436
Геологическая наука изучает землю как сложный комплекс, в котором все находится во взаимосвязи. Каждый слой, каждый пласт родился и существует не изолированно. Он — элемент, часть общего процесса жизни оболочки Земли. Минералы также не неизменны. Они рождаются и живут. Разгадывая тайны происхождения рудных жил, ученый говорит, что они образуются выпадением минералов из горячих растворов. Ломоносов стремится дать научное объяснение происхождению каменного угля, янтаря, сланцев и нефти. Поэзия и наука гармонично сливаются в его рассуждении о происхождении янтаря. Высказав свои взгляды на этот предмет, Ломоносов заключает: «...кто таковых ясных доказательств не принимает, тот пусть послушает, что говорят включенные в янтарь червяки и другие гадины. Пользуясь летнею теплотою и сиянием солнечным, гуляли мы по роскошествующим влажностью растениям, искали и собирали все, что служит к нашему пропитанию; услаждались между собой приятностию благорастворенного времени и, последуя разным благовонным духам, ползали и летали по травам, листам и деревьям, не опасаясь от них никакой напасти. И так садились мы на истекшую из дерев жидкую смолу, которая нас, привязав к себе липкостью, пленила и, беспрестанно изливаясь, покрыла и заключила отовсюду. Потом от землетрясения опустившееся вниз лесное наше место вылившимся морем покрылось; деревья опроверглись, илом и песком покрылись, купно со смолою и с нами; где долготою времени минеральные соки в смолу проникли, дали большую твердость и, словом, в янтарь претворили, в котором мы получили гробницы великолепнее, нежели знатные и богатые на свете люди иметь могут. В рудные жилы пришли мы не иначе и не в другое время, как находящееся с нами окаменелое и мозглое дерево». Ломоносов подчеркивает огромное влияние, которое оказывают на процессы, идущие в недрах земли, такие факторы, как давление, температура и химическое взаимодействие веществ. Изучение химических процессов, идущих в земной коре, указывает он, поможет открыть законы распределения минералов и тем самым облегчит их поиски. Через семьдесят лет после издания труда Ломоносова «О слоях земных» швейцарский ученый Шейнбейн ввел в науку понятие геохимии, суть которого составляли идеи, подобные изложенным Ломоносовым. А через полтора века со дней Ломоносова русские ученые Вернадский и Ферсман придали геохимии ее современный вид. Поднимаясь до широчайших теоретических обобщений, Ломоносов проявляет себя и блестящим экспериментатором. Предваряя работы французского ученого Роме де Лилля, Ломоносов провел точные измерения узлов кристаллов и высказал мысль о том, чго форма их отражает закономерности их внутреннего строения. Многие идеи Ломоносова легли впоследствии в основу отдельных отраслей науки. Но некоторые его мысли еще ждут своего воплощения. Внедряя математику в науку об электричестве и в химию, Ломоносов и в помощь геологии стремился дать это мощнейшее орудие научного исследования. Образование рудной жилы. На стенках трещины вырастают кристаллы, заполняющие постепенно всю трещину. Кусок янтаря, в тол- ще которого сохранилось насекомое, жившее миллионы лет назад. 437
Великим научным заветом современной геологии звучат слова Ломоносова о том, что для исследования земных недр «принять в по- мощ геометрию» (то есть математику. — Ред.) — «правительницу всех мыслительных изысканий». Призыв русского гения применить математический аппарат в геологии поражает необычайной смелостью мысли, — это то, к чему сейчас стремятся науки о земле и чем они овладеют в будущем. Земли родины приковывали пристальное внимание русского ученого. В сокровищах недр видел он источник блага народа. Возражая ученым, твердившим, «что полунощные земли не могут быть так минералами богаты, как южные, ради слабого солнечного проницайия в землю», Ломоносов прозорливо писал: «По многим доказательствам примечаю, что и на Севере богато и щедро царствует натура». В последние годы жизни Ломоносов приступает к осуществлению- своего заветного замысла. Он намеревается создать коллекцию российских руд и минералов и с этой целью публикует в 1763 году призыв к соотечественникам присылать к нему образцы руд и минералов. Стремясь к подробному исследованию русских земель и понимая, какую громадную пользу могут принести здесь экспедиции, Ломоносов потратил много сил, убеждая правительство в необходимости планомерного изучения естественных богатств страны. Он составил -детальные проекты предполагаемых экспедиций, где наметил круг вопросов, которыми эти экспедиции должны заниматься. Последний из таких документов был написан Ломоносовым всего за два месяца до смерти. В своем стремлении изучить богатства родной страны ученый был не одинок, Исследование недр России занимало важное место в деятельности многих русских путешественников, современников Ломоносова. В классических трудах «Описание Земли Камчатской» С. П. Крашенинникова и «Путешествия через Сибирь» И. Г. Гмелина, явившихся плодами знаменитой Камчатской экспедиции, рассказывающих о природе и населении далеких областей России, немало места отведено и геологии. Целые главы своей книги посвящает Крашенинников металлам и минералам Камчатки, ее горячим минеральным источникам, знаменитым огнедышащим горам. Карта экспедиции Крашенинникова на Камчатку. 438
В отчетах экспедиции содержались также сведения о найденных остатках древних металлургических печей и рудничных разработок, свидетельствующих о присутствии в этих местах полезных ископаемых. Много ценного о недрах России содержится и в книге члена-корреспондента Академии наук П. И. Рычкова «Оренбургская топография» и в его статьях «О пещере на р. Белой», «О некоторой горючей угольной земле», «Описание Илецкой соли». Рычков пишет о месторождениях камня на Урале, сообщает о местах, где есть слюда. Исследователь с радостью и гордостью указывает, что на Южном Урале находят «хрустали и тумпасы большими и малыми штрихами, мрамор, яшма и агаты разных цветов, которые в полировке не только не хуже, но едва и не лучше ль иностранных». Сообщает Рычков и о месторождениях асбеста, цветных глин и различных руд, а также о «нефтяных ключах», замеченных на Эмбе. В 1744—1768 годах проходили знаменитые академические экспедиции, план которых замыслил еще Ломоносов, В них приняли участие молодые русские ученые И. И. Лепехин, Н. Я. Озерецковский, Н. П. Рычков — сын автора «Оренбургской топографии», П. С. Паллас, С. Г. Гме- лин и студент Василий Зуев, ставший впоследствии академиком. Подобно экспедиции Крашенинникова и Гмелина-старшего, отряды этих ученых, обследовавшие Южный Урал, Алтай, Минусинский, Нерчинский, Астраханский края, Прибайкальские земли, Закавказье, занимались всесторонним исследованием земель, по которым проходили, они дали много и делу познания недр России. Так, например, в Кемской области, на островах, Лепехин находит «изобильные признаки слюды». Путешествуя около Имандры, он замечает ущелья, о которых пишет: «Отменное положение их, вывороченные сопки великую подают надежду отысканию металлов». На Урале Лепехин находит неизвестные дотоле угольные месторождения, асфальт, новые залежи железных руд. Основываясь на своих наблюдениях, он предсказывает существование южноуральского месторождения полиметаллов. Говоря о несметных богатствах уральских недр, ученый горячо призывает к исследованию их. Сокровища Урала описываются и в книге академика Палласа «Путешествия по разным местам Российского Государства». Карта путешествий Лепехина, 439
^р Паллас обнаружил на Урале множество древних рудников, свиде- |1§К5Ж^ тельствующих о богатых залежах металла. Такие же важные находки Щ^ШШш были сделаны им и на Алтае и в Минусинском крае. ЯШнШм Немало интересных геологических сведений находим мы в книгах ЩшШШИ ^* Я- Озерецковского «Описание Колы и Астрахани» и В. Ф. Зуева йшШйШШш «Путешественные записки Василья Зуева от Петербурга до Херсона ЩДНРяВРЛ з 1781 и 1782 году», в которых участники экспедиции Лепехина и Палласа ^|~Щ|^^;,описывали свои позднейшие самостоятельные путешествия. Деятельность ученых была вдохновенным трудом энтузиастов. «Я до безумия, до мученичества влюблен в камни дикой Сибири», — писал петербургский академик Кирилл Григорьевич Лаксман, один из славной плеяды исследователей тех времен. Опыт разведки и разработки месторождений полезных ископаемых возрастал, развивалась горная промышленность. Важной вехой в истории русской геологии и горного дела является основание в 1774 году Горного училища, преобразованного затем в Горный корпус, а потом в Горный институт. Это старейшее в России высшее техническое учебное заведение сыграло колоссальную роль в развитии науки и техники. Как бы отвечая на призыв Ломоносова, все новые исследователи — среди них были и знаменитые академики и простые русские люди — становились разведчиками ископаемых богатств родины. К концу XVIII века список залежей полезных ископаемых намного вырос. Яркое свидетельство высокого уровня, достигнутого русскими геологоразведчиками, — появление в конце XVIII века геологических карт. К замечательным памятникам деятельности тогдашних горняков относится карта Восточного Забайкалья, составленная в 1789—1794 годах Дорофеем Лебедевым и Михаилом Ивановым. Это одна из первых геологических карт. Огромную площадь в 38 тысяч квадратных километров обследовали ее составители, замечая места залегания различных пород — гнейса, сланца, песчаников, известняка, гранита, кварца, мрамора, ба- Полезные ископае- зальта, порфира, шифера и т. д. Карта похожа на причудливый орнамент мые каменный уголь, из цветных полос и пятен. Каждой из пород соответствует своя краска. магнитный железняк, проставленные тушью значки отмечают местонахождение ключей, соле- олю а' ных озер, медных и серебряно-свинцовых рудников. По своей точности и тщательности выполнения карта Лебедева и Иванова превосходит даже многие карты XIX века. Весь драгоценный материал, накопленный к концу XVIII века русскими геологами, сведения о минералах, рудах и их залежах требовали продуманной систематизации. Рубеж XVIII и XIX веков — начало нового периода в развитии русской минералогии, геологии и горного дела, поры глубоких обобщений. В ЦАРСТВЕ МИНЕРАЛОВ Бесконечно разнообразие минералов — химических веществ, созданных в великой лаборатории природы. Минералы — это и сверкающие своими гранями кристаллы кварца, и бурая жидкость — нефть, и газ метан, вскипающий пузырьками из глубины болот. Большая часть минералов — твердые тела. 440
Хотя человек пользуется минералами с незапамятных времен, в современном своем виде минералогия возникла сравнительно недавно. По мере открытия новых и новых минералов все ощутимее становилась потребность навести порядок в обширном хозяйстве минералогов, произвести перепись «населения» страны камней, составить подробную анкету на каждого «жителя» этой страны, расклассифицировать минералы. Без решения этих задач нечего было и думать о превращении минералогии в подлинно научную дисциплину. Становлению нового периода в науке о минералах многим помогли труды академика Василия Михайловича Севергина (1765—1826). Имя его занимает почетное место в истории науки XVIII и XIX веков. Севергин был смелым новатором, человеком передовых взглядов. Вслед за Ломоносовым он развивал в своих трудах атомистику, резко выступал претив теории флогистона. Ученый ломоносовского склада, Севергин явился достойным продолжателем дела великого отца русской науки. Научные интересы Севергина были широки и многообразны. Его увлекали и физика, и медицина, и сельское хозяйство. Но две науки — химия и особенно минералогия — занимали главное место в творчестве ученого. К минералогии относятся его наиболее крупные научные победы. Патриот-ученый горячо ратовал за широкое использование природных богатств России. «Пространное Государство Российское столь изобилует различными природными произведениями, — провозглашал он, — что требует токмо поощрения и рук трудолюбивых для доставления их в достаточном количестве в замену иностранным». Он призывал бороться за применение достижений науки в промышленности. «Успехи ремесел и заводов, — писал ученый, — в необходимой находятся связи с успехами наук». Продолжая дело Ломоносова, Севергин боролся за широкое распространение научных знаний. Он трудился в Академии наук, Вольном экономическом обществе, в министерстве народного просвещения и состоял почетным членом основанного в 1817 году Минералогического общества. Помимо лекций для студентов, которые он читал в Медико- хирургической академии и Горном корпусе, Севергин часто выступал с популярными лекциями по минералогии и химии. Севергиным было написано бесчисленное количество статей и заметок. Много сил отдавал он научно-популярному «Технологическому журналу». Принимая участие в геологических изысканиях, во время поездок по России Севергин сделал ряд интересных минералогических находок и дал их подробное описание. Однако, несмотря на их большую ценность, эти работы Севергина отступают все же на задний план в сравнении с капитальными исследованиями, в ^которых он дает обобщение накопленных знаний о минералах. Первый из этих трудов, дающих Севергину право быть названным одним из основоположников науки о минералах, — «Первые основания минералогии или Естественной истории ископаемых тел», вышел в свет в 1798 году. Все минералы и сам предмет минералогии были классифицированы Севергиным по глубоко продуманной системе. Некоторые из подразделов, введенных Севергиным, и посейчас сохранились в науке, например обособление минералогической химии и минералогического землеописа- 441
ния. В книге были подробно описаны качества каждого минерала, его «цвет, связь, наружный вид, поверхность, наружный блеск, внутренний блеск, излом, вид обломков, вид отдельных кусков, прозрачность, черта, маркость, твердость, степень хрупкости, плотность, гибкость, прилипание к языку, звонкость, оседание, хладность, тяжесть, запах, вкус». Целый ряд терминов, эпитетов, названий для описания минералов были придуманы самим Севергиным, некоторые из них сохранились до нашего времени. Например, слова «окисление», «кремнезем», «сернокислая соль» впервые были произнесены Севергиным. Своими «Основаниями» он начал работу чпо созданию качественно- описательной минералогии, дающей словесный портрет минералов, в отличие от возникшей позднее точной описательной минералогии, характеризующей минералы цифровыми данными. Замечательно, что Севергин обращал внимание не только на внешние признаки. В качестве характеристики минералов он указывает на их магнитные свойства, упругость, химический состав. Лучшим способом определения минеральных тел он считал тот, который основан на химических признаках. В своих «Основаниях» Севергин не ограничивался только описанием ранее известных минералов. Из его книги о многих минералах узнали впервые. Особое внимание патриот-ученый уделил в своем труде описанию русских минералов и месторождений полезных ископаемых. Энциклопедией минералогических знаний можно назвать книгу Севергина. Много глубоких мыслей содержится в ней. Ученый определенно говорит, например, о том, что некоторые минералы встречаются совместно. Это явление, существование которого угадывал еще Ломоносов, а Севергин именовал «смежность», называется теперь в научной ли? тературе парагенезисом. Исследованием явлений парагенезиса занимается ныне целая научная дисциплина. Знать, с какими минералами соседствует тот или иной минерал, — это значит располагать путеводной нитью в поисках этого минерала. Замечательное открытие Севергина явилось крупным вкладом в науку. В 1807 году Севергин выступил с новой работой. «Словарь минералогический» Севергина — это два толстых фолианта. Огромный труд выполнил ученый, обобщив результаты минералогических изысканий, сделанных в далеком прошлом и осуществленных в годы, прошедшие со дня выхода его «Оснований». В своем словаре Севергин с увлечением излагает теорию внутреннего строения кристаллов. Вслед за Ломоносовым он говорит, что они построены из мельчайших частиц, расположенных в каждом кристалле закономерным образом. В «Словарь» Севергина приходится то и дело заглядывать и современным минералогам. В 1809 году Севергин выпустил новое замечательное сочинение, написанное им как бы во исполнение заветов Ломоносова: «Опыт минералогического землеописания Российского Государства» — грандиозный свод сведений о минералах России. Заботясь о разведчиках недр, Севергин выпустил в 1816 году небольшой справочник — «Новая система минералов, основанная на 442
наружных отличительных признаках». В каких только уголках страны не побывала эта книжечка! Кто из искателей минералов и руд не брал ее с собой! Русская наука гордится именем академика Севергина, проложившего дорогу будущим исследователям минералогических богатств России. Ближайшими последователями его явились русские минералоги середины XIX века Н. И. Кокшаров и П. В. Еремеев. Академик Николай Иванович Кокшаров (1818—1892) был одним из ученых, положивших начало математически точному описанию минералов. По мере увеличения числа известных минералов становились все очевиднее ограниченные возможности старой качественно-описательной минералогии, с ее длинными словесными характеристиками минералов. Приходилось придумывать сложнейшие и все же мало что говорящие эпитеты. К. А. Тимирязев вспоминал, ято один из тогдашних профессоров минералогии определял цвет какого-то минерала как «серо-сизо- побежалый», а еще какой-то минерал характеризовал так: «цвета пера крыла голубя». Кокшаров взглянул на минералы глазами кристаллографа, изучающего геометрию кристаллических веществ. Характеризуя минералы, Кокшаров принял главной отличительной чертой геометрические формы кристаллов, составляющих минералы. Описывая кристалл, Кокшаров тщательно измерял углы, образуемые его гранями. Найденные им величины давали как бы цифровой портрет минерала. Великое множество кристаллов прошло через руки Кокшарова. Дать науке точнейшие данные, точнейшие величины, на основании которых возможно будет вывести в будущем наиболее существенные законы кристаллографии, — вот к чему стремился Кокшаров. Точность найденных им чисел изумительна. Академик В. И. Вернадский писал: «Кокшаров работал всю жизнь с помощью старинных приборов (однокружных гониометров), которые господствовали в науке в первой половине XIX столетия, но с помощью их достигал поразительных результатов. Его числа стоят так же прочно, как они стояли при его жизни, они не превзойдены новыми исследователями. Кокшаров достигал этого результата не только исключительной опытностью в работе с малосовершенными аппаратами, но и выбором для измерения хорошо образованных кристаллов, которые он выбирал из многих сотен неделимых данного минерала». В другом месте В. И. Вернадский пишет: «Можно сказать, что только благодаря Кокшарову мы имеем точное познание геометрической формы главных групп минералов...» Во все русские и иностранные руководства и справочники по минералогии вошли числа Кокшарова. Любопытно свидетельство американского минералога Д. Дэна. Готовя свою книгу «Система минералов», вышедшую в конце XIX века, он поручил проверить все углы для всех кристаллов. Оказалось, что в вычислениях многих кристаллографов имелись ошибки, но вычисления Кокшарова, как убедился Дэн, вх:е сплошь одинаково верны. Для русской науки деятельность Н. И. Кокшарова имела особенно важное значение. 443
Виды кристаллов (рисунки из книги Н. Кокшарова). Главный труд жизни ученого — его 11-томные «Материалы для минералогии России» явились еще более полным, чем книги Севергина, осуществлением мечты Михаила Васильевича Ломоносова о «Российской минералогии». Мысль дать полное описание русских минералов зародилась у Кокшарова, когда он был еще студентом Горного кадетского корпуса. Готовясь к осуществлению своего замысла, Кокшаров с увлечением пополнял коллекцию минералов, которую он начал собирать еще в детстве, живя на Урале, где отец его служил горным инженером. Закончив образование, Н. И. Кокшаров принял участие во многих геологических экспедициях. Он побывал во всех уголках Урала, в Вологодской и Архангельской губерниях, на Валдайских горах и в окрестностях озера Ильмень. И всюду он страстно, упоенно искал минералы. Много новых минералов нашел Кокшаров. Немало ценных экспонатов добыл он для своей коллекции и у охотников за камнями — «горщиков», и у старателей, и у инженеров рудников. Доктор Н. А. Белоголовый, хороший знакомый Н. И. Кокшарова, вспоминал, что этого обычно несколько флегматичного человека охватывало подлинное волнение и беспокойство, когда он видел в чьей- нибудь коллекции заманчивый экземпляр кристалла. Огромную коллекцию минералов, содержащихся в недрах русской земли, собрал ученый. С 1846 года Кокшаров обосновался в Петербурге, занявшись преподавательской деятельностью в Горном институте и военных учебных заведениях, а впоследствии в Петербургском университете. Уже первые статьи Кокшарова о русских минералах привлекли к нему внимание ученых. В Петербурге он начал работу над своим главным трудом. Первый том «Материалов для минералогии России» вышел в 1853 году. Глубина исследований автора, точность даваемых им описаний кристаллов, поразительное разнообразие и богатство чудесных русских минералов, с которыми познакомил читателей Кокшаров,—все это принесло заслуженный успех книге. Имя его сразу же приобрело широкую известность на родине и за границей. Появлялись все новые тома «Материалов». Немецкий ученый
Р. Прендль, говоря об этом труде, восклицал: «Ни одно государство в мире не может похвалиться подобным собранием монографий по отечественным минералам!» В том же направлении, что и Кокшаров, работал его младший современник Павел Владимирович Еремеев (1830— 1896) —один из виднейших представителей русской минералогии. Жизненный путь Еремеева тесно переплетался с жизнью Кокша- рова. Еремеев работал в Горном институте. В Минералогическом обществе при Кокшарове Еремеев был секретарем, а после смерти Кокша- рова стал директором общества. Многочисленные труды Еремеева, отличающиеся огромным богатством фактического материала, оставили заметный след в минералогии. Отличительной чертой Еремеева как ученого было то, что он никогда не гнался за открытием всевозможных минералогических «редкостей», особенно правильных кристаллических образований. Он брал для своих исследований минералы такими, какими они чаще всего встречаются в природе, — кристаллы с уродливыми, несовершенными гранями, сросшиеся между собой. Ученый всегда стремился быть ближе к действительности, к жизни, к геологической практике. Много труда вложил Еремеев в исследование одного из тончайших минералогических явлений — псевдоморфизма. Псевдоморфозы — это как бы минералогические оборотни. Случается, что минерал, кристаллизуясь, принимает внешнее обличье другого минерала, совершенно не схожего с ним по химическому составу. Вот как это получается. Когда к кристаллу, скрытому в толще породы, начинает просачиваться жидкость, способная его растворить, на месте кристалла через некоторое время образуется пустота. Если в эту пустотку проникает раствор другого минерала, то выпадающий из раствора кристалл будет вынужден принять очертания формочки, в которой ему пришлось расти. Нередко бывает, что растворение и кристаллизация идут одновременно. Атомы одного кристалла вымываются, а на месте их появляются атомы кристалла, содержащегося в растворе. Исследованиями таких образований Еремеев заслужил славу крупнейшего авторитета в вопросе о псевдоморфизме. Еремеев провел и исследования парагенезиса — явления смежного местонахождения минералов. Сила Еремеева и Кокшарова как исследователей была в тщательном изучении минералов, в систематизации фактического материала. Они завершали создание системы минералов — фундамента минералогии, и в этом их заслуга. Они подготавливали условия для больших творческих дерзаний, для предсказанного Кокшаровым открытия «существенных законов кристаллографии». И эти открытия были сделаны. Крупнейший вклад в кристаллографию - внес современник Кокшарова и Еремеева, человек со специальностью, далекой от этой науки, — профессор-артиллерист А. В. Гадолин. Минералогией Гадолин занялся как любитель, однако настолько успешно, что стал основоположником нового направления в э^ой 4ауке, автором фундаментального закона. Прекрасный математик, Гадолин и на кристаллы взглянул глазами математика. 445
Многообразие форм кристаллов кажется безграничным. Каких только не встречается кристаллов: разнообразные четырех-, шести-, двенадцатигранники... Где же общее, главное? Что сразу же бросается в глаза: все кристаллы построены симметрично. Га- долин задался целью найти, сколько типов симметрии могут иметь кристаллы. Математически проанализировав эту проблему, он доказал, что все формы кристаллов должны уложиться в установленные им 32 типа симметрии. Только 32 класса кристаллических многогранников могут существовать в природе — таков итог знаменитого труда Гадолина «Вывод всех кристаллографических систем и их подразделений из одного Евграф Степанович Федоров. общего начала», опубликованного в 1867 году. Ко времени выхода этого труда все известные кристаллы укладывались в 20 классов, из числа предсказанных Гадолиным. По мере открытия новых минералов величие труда Гадолина вырисовывалось все отчетливее. Им был открыт один из глубочайших законов природы. В 1893 году, спустя четверть века, академик В. И. Вернадский писал: «С тех пор наблюдались еще некоторые новые формы, и все кристаллы распадаются на 24 — 28 групп, которые все совпадают с 32 группами, вычисленными Гадолиным». К нашим дням минералоги нашли представителей всех 32 классов, предсказанных Гадолиным. Законы Гадолина не знают исключения —\ все известные кристаллические вещества подчиняются им. Увлечение кристаллографией способствовало плодотворной работе Гадолина по прямой специальности. Эти занятия натолкнули Гадолина на изучение сил сцепления, а открытые здесь закономерности, в свою очередь, были использованы при расчетах сопротивления стенок орудий, при уточнении внутренних напряжений, возникающих в них. Работы Гадолина, оцененные не сразу, положили начало высшему этапу в развитии кристаллографии, периоду глубокого проникновения во внутреннее строение кристаллов. Блистательным продолжением направления, намеченного Гадолиным, было творчество гениального русского ученого Евграфа Степановича Федорова (1853—1919). Гадолин установил законы, которым подчиняются геометрические очертания кристаллов. Федоров пошел дальше. Основываясь на идее, что геометрическое строение кристаллов определяется расположением атомов в кристаллической решетке, ученый задался целью выяснить, как именно могут располагаться атомы. Проникнуть в тайну строения кристаллов с помощью опыта в те времена средств у науки не было. Но Федорова это не останавливало. 446
Призвав на помощь математику, ученый с помощью геометрического анализа доказал, что в природе может существовать только 230 типов кристаллических решеток. Он дал в своих работах чертежи, показывающие архитектуру кристаллов каждого из 230 типов! Федоровские работы о структуре кристаллов — замечательный образец творческого дерзания, изумительное по глубине проникновение в глубь микромира. Этой теорией Федоров намного опередил свое время. Будущее принесло величайшее торжество идеям Федорова. После открытия в 1912 году явления дифракции рентгеновских лучей на кристаллах у ученых появилось средство на опыте снимать «4epj тежи» с кристаллической решетки. Был создан рентгеноструктурный анализ. Исследования кристаллов с помощью рентгеновских лучей показали правоту русского ученого. Атомы в кристаллах располагаются именно так, как предсказала его теория. Глубину научного прозрения Федорова можно сравнить с научным предвидением другого русского ученого — гениального Менделеева. Теория Федорова лежит в основе кристаллографии. Но применение ее не исчерпывается только областью кристаллографии. Теория Федорова нужна и физикам, и химикам, и металлургам — всем, кому приходится иметь дело со строением вещества. Ведь мир кристаллических веществ огромен и многообразен. Хотя с понятием кристалл и связывают часто представление о правильном многограннике, на самом деле кристаллические вещества могут и не иметь правильной внешней формы. Главное, что характерно для такого вещества, порядок в расположении его атомов, существование в нем кристаллической решетки. Любой металл состоит из мельчайших зерен, имеющих кристаллическое строение. Из кристалликов состоит лед, сахар, большинство камней, красные кровяные шарики, даже каучук, кажущийся таким бесформенным, имеет кристаллическое строение. Уже из этого краткого перечня видно, как безгранично широк круг применения закона Федорова. Однако закон Федорова о строении кристаллов — только часть богатейшего наследия ученого. Он является изобретателем так называемого двухкружного (теодолитного) гониометра — нового прибора для измерения углов, образуемых гранями кристаллов. Созданием этого гониометра Федоров совершил подлинный переворот в технике кристаллографических измерений. Прибор, дающий возможность измерять кристаллы, быстро и притом необычайно точно сразу же вытеснил старые однокружные гониометры, которыми пользовались во времена Кокшарова и Еремеева. Во все, к чему обращался ученый, он вносил свое, новое. Ум Федорова находил неожиданные и лучшие решения уже, казалось бы, навсегда решенных проблем. На новую основу поставил Федоров исследование оптических свойств кристаллов. Изучение того, как кристалл преломляет и поляризует свет, давно стало непременным звеном кристаллографических исследований. Дело это было чрезвычайно кропотливым, медленным, утомительным. Чтобы изучить кристалл, ученым приходилось приготовлять множество тончайших пластинок — шлифов, распиливая его в разных направлениях, а затем тщательным образом шлифуя и полируя срезы. После этого каждый шлиф исследовался с помощью так называемого поляризацион- 447
ного микроскопа. Приготовление серии шлифов из одного кристалла отнимало массу времени и труда, но чтобы всесторонне исследовать кристалл, ученые шли на это. По-иному взглянул на дело Федоров. Неужели нужно корпеть над выпиливанием набора шлифов? «Нет», — ответил он. Решение, найденное им, поразительно и кажется простым до очевидности. То, что дают исследования множества шлифов, рассматриваемых каждый в одном направлении, может быть достигнуто исследованием всего-навсего одного шлифа, но испытываемого в различных направлениях. Эта идея воплощена в сконструированном Федоровым столике — приставке к поляризационному микроскопу. Наклоняя установленный под микроскопом столик, исследователь рассматривает шлиф в разнообразных направлениях и быстро получает всесторонние и подробнейшие данные об оптических свойствах кристалла: Раньше же на исследование тратились - дни, а измерения получались все же не такими точными/ Изобретением оптического столика Федоров преобразил технику " кристаллографических измерений. Оценивая свой метод, Федоров писал: «Новый метод характеризуется как особенной простотой теории, так и несравненным сокращением труда в применении его на практике. Автор питает полную увереннбсть, что каждый, кто поработает этим приемом, не пожелает возвратиться к более сложным и несовершенным». Он был прав. Оптический метод Федорова вытеснил прежний мно- гошлифный способ. В каждой лаборатории, занимающейся изучением минералов, имеются сейчас федоровские столики и двухкружные гониометры его системы. В последние годы жизни Федоров разработал замечательный метод кристаллохимического анализа, позволяющий по внешнему виду кристалла узнать его химический состав. Достаточно было теперь иметь всего-навсего один крошечный кристаллик, который к тому же при этом виде анализа не уничтожался. Измерениями устанавливался тип кристалла, а по таблице определяли, какому химическому соединению соответствует этот тип. Метод, разработанный Федоровым, продолжает сохранять свое значение при определении кристаллов и в наше время, несмотря на то, что теперь имеются и другие способы анализа. Из оставленного Федоровым огромного научного наследства наука еще долго будет черпать плодотворные идеи, оригинальные методы исследования. Ученый был одним из передовых людей своего времени, человеком высоких убеждений. В юности Федоров работал в подпольных революционных организациях. Будучи профессором, он выступал в защиту революционного студенчества, смело поднимал свой голос против произвола самодержавия. Борясь за достоинство передовой русской науки, ученый не раз вступал в бой с представителями официальной казенной науки. За свои действия он подвергался гонениям. Радостно встретил Е. С. Федоров Великую Октябрьскую социалистическую революцию. Ученый с жаром начал трудиться для молодой Советской республики. Он задумывал планы своих новых, исследований. Но им не дано было осуществиться: в 1919 году Федоров скончался. 448
Труды Гадолина и Федорова завоевали русской кристаллографии всемирную славу. Идеи Федорова находят развитие в трудах советских минералогов. Федоровская школа становится все многочисленней, завоевывает все больший и больший авторитет. Характерная черта этой школы — постоянное стремление рассматривать вопросы минералогии с позиций математики, применять при исследовании минералов строгие математические методы. На счету этих ученых немало достижений в области так называемой полевой минералогии; ими были проведены важные экспедиции. Направление, начертанное трудами Федорова, — одна из главней ших линий развития современной минералогии. ШТУРМ НЕДР Наипервейшая задача геологов — это исследование земель своей родины, ее природных богатств. Перед русскими исследователями недр лежали просторы необъятной страны — одной шестой части мира. Титанических усилий требовало изучение земель отечества. И в этой области русские люди добивались замечательных результатов. На рубеже XVIII и XIX веков на Алтае было открыто знаменитое Риддеровское месторождение, в сокровищнице которого собрались и золото, и серебро, и свинец, и множество других ценных металлов. Новые богатсгва были обнаружены и на Урале, где уже много лет дымили десятки металлургических заводов. В 1814 году близ знаменитой горы Высокой было открыто Меднорудянское месторождение, в 1827 году — новое, Туринское месторождение меди, а позже — Богословская меднорудная залежь. На юге России вга Таманском полуострове, инженеры Гурьев и Во- скобойников нашли в 1830 году залежи железной руды, а несколько лет спустя Гурьев открыл богатейшее Керченское месторождение железа, поныне питающее рудой многие домны нашей южной металлургии. В те же годы в Криворожье горный мастер Кульшин вслед за академиком Зуевым указал на признаки, говорящие о присутствии в этих местах железных руд. И действительно, В 20-Х годах XIX ве- Разрез залежей Риддеровского ка криворожские рудные зале- рудника. жи были разведаны, и вскоре началась их разработка. Сейчас Криворожье — один из центров нашей южной металлургии. Славная деятельность разведчиков ископаемых богатств нашей родины помогала не только укреплению отечественной горнозаводской промышленности — она помогала и развитию науки о земных недрах. В России создавались кад- 29 Рассказы 449
ры специалистов-геологов. В поисках месторождений полезных ископаемых они все увереннее опирались на научную основу, на законы, управляющие жизнью земной коры. XIX век ознаменовался в геологии выдающимися научными открытиями, многие из которых были сделаны русскими разведчиками недр. * * * Огромную важность имеет изучение осадочных пород, то есть пород, образовавшихся в результате выветривания или в процессе осаждения на дне водоемов, накопления там органических остатков. Осадочные породы — это богатейшие кладовые материалов, нужных промышленности. Пласты глины, известняка, каменного угля, песчаника — все это осадочные породы. В толще таких пород скрываются золотые россыпи, разнообразные руды. Выдающимся знатоком осадочных пород был русский геолог, профессор Николай Алексеевич Головкинский (1834—1897). Искуснейший мастер геологической разведки и одновременно глубокий теоретик, Головкинский создал труды, значение которых очень велико. Могучим фактором, определяющим строение земной коры, являются испытываемые ею колебательные движения. Отчетливое представление об этих движениях было введено Головкинским в результате изучения послетретичных образований Поволжья и геологических образований пермского периода. Ученый не ограничился установлением колебаний земной коры — он разработал метод, позволяющий обнаружить их действие на осадочные породы. Важнейшее значение для геологии имеет открытое Головкинским влияние перемещений береговой линии на образование слоев осадочных пород. Головкинский первый показал,- как связано возникновение речных террас с вертикальными смещениями земной коры. Ему принадлежит первенство и в введении в науку представления о геологическом горизонте. Горизонтом в геологии называют с тех пор совокупность пород, различных по своему минералогическому составу, но отличающихся характерным единообразием палеонтологических остатков. Замечательны труды ученого, посвященные исследованию одного из сложнейших вопросов геологии—вопроса о фациях. В многослойной толще земной коры каждый пласт — это как бы страница, документ той геологической эпохи, во время которой он возник. Хотя весь такой пласт образовался в одну эпоху, отдельные участки его нередко состоят из совершенно различных пород, содержат в себе различные палеонтологические остатки. Пласт состоит из не схожих между собой участков. Эти участки геологи и именуют фациями. Изучение закономерностей изменений в одном пласте — чрезвычайно важное дело. Ведь в этих изменениях как бы сфотографирована картина поверхности земли в ту эпоху, когда образовывался пласт: ее ландшафты, распределение водоемов, география растительного и животного мира. Занимаясь проблемой фаций, Головкинский провел глубокие исследования причин неоднородности пластов. Тщательным образом изучив явления осадкообразования, ученый вывел замечательный закон, управляющий этим процессбм, так* называемый закон соотношения фаций. В 1893 году этот зако>н был независимо открыт немецким геологом И. Вальтером. 450
Выдающийся русский геолог был передовым человеком своего времени. В годы реакции 80-х годов свободомыслящий ученый в знак протеста против политики, проводимой правительством Александра III в области просвещения, оставил пост ректора университета в Одессе и стал работать земским гидрогеологом в Крыму. И в этой скромной должности Головкинский сумел многое сделать для н&уки: он провел блестящее исследование подземных вод Крымского полуострова и создал интересную теорию их происхождения. Неизгладимый след оставил в геологии Александр Александрович Иностранцев (1843—1919). Уже своей кандидатской диссертацией «Петрографический очерк острова Валаама», оконченной Александр Александрович Иностранцев. в 1867 году, он зарекомендовал себя талантливым ученым-новатором. Изучая горные породы острова, Иностранцев первый ввел в арсенал науки о минералах одно из сильнейших средств исследования — микроскоп. Этим он заложил основы нового раздела геологии — микроскопической петрографии (петрография — наука, изучающая каменные породы) . Через год молодой ученый защитил магистерскую диссертацию, посвященную геологической истории западного берега Ладожского озера. Громадную научную ценность представляет созданный под руководством Иностранцева геологический музей при Петербургском университете. Когда Иностранцев учился в университете, геологические коллекции университета занимали всего два шкафа. В результате же работ Иностранцева музей превратился в известное во всем мире богатое экспонатами учреждение. Здесь были собраны редчайшие образцы минералов, многие геологические уникумы. Музей стал подспорьем в широко развернутой Иностранцевым научной и педагогической работе кафедры геологии университета, первым профессором которой он был. Полвека отдал Иностранцев русской геологии. Его исследования Алтая, Крыма, Карелии, Кавказа, Донецкого бассейна — яркие страницы в истории изучения строения земных недр России. Выдающимся исследователем был современник Иностранцева Иван Дементьевич Черский (1845— 1892). Сосланный в Сибирь царским правительством за участие в польском восстании, Черский отдал изучению этого края большую часть своей жизни. Первые работы Черского, посвященные геологии юга Иркутской губернии, в которых он выяснял вопрос о возрасте горных пород и исследовал берега реки Иркута, дали ему опыт экспедиционной работы, позволили усовершенствовать искусство геологического исследования. 29* 451
Вскоре Черский принялся за изучение загадочного озера Байкал, которое привлекало ученых своими удивительными особенностями: огромной глубиной, землетрясениями в его районе, нефтью, приносимой волнами к берегам, необычайной растительностью и животным миром, многие представители которого обитают только в этом озере. Средства, отпущенные на экспедицию, которой предстояло решить труднейшие задачи, были скудны до крайности. Но это не остановило ученого. В течение четырех лет с весны до поздней осени он работал не покладая рук. В 1880 году исследования Байкала были закончены. Точность, обстоятельность, глубокое проникновение в тайны природы отличали отчеты Черского. Ими и сейчас нередко пользуются ученые. Среди огромного круга проблем, разрешенных Черским, немалое место заняла геология байкальской прибрежной полосы,, Целых семь геологических систем обнаружил Черский в прибайкальских горах. Он открыл там присутствие древнейшей архейской системы, представленной мощными кристаллическими известняками, гранитами, гнейсами; нашел также породы, образовавшиеся в силурийский, девонский, юрский и другие позднейшие периоды. Изучение строения берегов Байкала позволило Черскому выдвинуть свою гипотезу происхождения этого огромного озера. Два мнения существовали об этом: немецкий ученый Эрман полагал, что Байкал — это громадная щель в юрских образованиях; другие же ученые утверждали, что Байкальская впадина — результат вулканической деятельности. Черский пришел к заключению, что Байкал образовался путем медленных, постепенных преобразований, идущих еще с древнейших времен, когда на месте Сибири было море. С большим успехом провел Черский исследования высокого плоскогорья Восточной Азии и геологические исследования полосы, идущей вдоль Сибирского тракта от Иркутска до Урала. В отчетах об этой экспедиции он нарисовал широкую картину строения земных недр от Урала до Байкала и раскрыл связь между геологией Урала и Прибайкалья. Ученый-энтузиаст и в последние годы своей жизни не замыкался в кабинетной тиши. В 1891 гаду он отправился в труднейшую экспедицию для исследования Якутской области. В пути Черский тяжело заболел, но, несмотря на это, продолжал работу. Предчувствуя близкую смерть, он заботился лишь об экспедиции, о собранных ею материалах. Труды Черского и ныне раскрывает каждый геолог, отправляющийся исследовать места, где когда-то работал этот замечательный ученый. В 80-х годах XIX века начал свою деятельность молодой горный инженер Александр Петрович Карпинский (1847 — 1936). Урал, привлекавший внимание многих исследователей, стал темой первой работы будущего знаменитого ученого. Составленная им геологическая карта г. Красноярск Успгьс р. Коло р. Енисей д. KufekoGa 452
Урала долгие годы служила главнейшим источником сведений о геологии этого района. Уже эта работа принесла широкую известность ее автору. Долгую жизнь прожил Карпинский, и вся она была полна вдохновенного, творческого труда. В результате деятельности великого геолога в науке о земле появилось несколько новых разделов. Заложив основы учения о месторождении руд, он обобщил и озарил светом теории богатства фактов, накопленных его предшественниками и им самим. Ученый объяснил происхождение многих руд, скрытых в недрах нашей страны. Например, Карпинский наглядно нарисовал образование никелевых и поверхностных железных руд Урала. Он доказал, Иван Дементьевич Черский. что в этом процессе участвовали ветер и вода. Роль ветра, говорил Карпинский, заключалась в том, что он разрушал горные породы, содержащие крупинки железных и никелевых солей и окислов. Вымытые из разрушенной породы, эти частички уносились потоками воды во впадины земной коры. Осаждаясь и группируясь, эти О'Кйслы с течением времени образовали здесь залежи руд. Трудами Карпинского были основаны палеокеанография и палеогеография — отрасли геологии, изучающие прошлое земной коры и те изменения, которые произошли в ней в течение многих тысячелетий, распределение воды и суши на поверхности планеты в далекой древности. Эти новые разделы науки о земле он связал с другими дисциплинами — стратиграфией, исследующей осадочные породы, и тектоникой, изучающей движения земной коры. Часть геологической карты Черского. 453
Ученый раскрыл глубочайшие законы, которым подчинена жизнь земной коры: ее движения, колебания, изгибы; показал, исходя из этого, что очертания моря и суши подчинены закономерностям. Все свои теоретические открытия ученый-патриот поставил на службу Родине. Он создал превосходную карту России, на которой предстала во всей сложности ее геологическая история. Он нарисовал меняющуюся картину последовательных разло^ мов, передвижек, изгибов — процессов, продолжающихся отчасти и сейчас. Разрабатывая палеокеаногра- фию — науку, изучающую водоемы Александр Петрович Карпинский. древности, — ОН ВЫЯСНИЛ характер древнего морского бассейна, осадки которого образовали современный Донбасс. Создав теорию образования рудных месторождений, Карпинский приложил ее к изучению Урала. Он показал, каким было строение Уральского хребта до того, как движение земной коры сместило его складки и придало ему тот вид, который он имеет теперь. Карпинский указал путь к решению загадки крутого восточного склона Урала, не похожего на отлогий западный. Ученый доказал, что восточный склон ныне почти полностью разрушен и погребен под Западно-Сибирской низменностью. Трудно назвать уголок нашей страны, который бы не привлекал к себе внимания великого геолога. Карпинский был необычайно разносторонним ученым. Его перу принадлежит ряд классических работ об ископаемых растениях и живот- ных, трудов по биологии и ботанике. Русский ученый прославился, однако, не только как крупнейший ис^ следователь и теоретик, на многие годы определивший пути развития геологии, но и как великолепный организатор геологической службы. С 1882 года он принимает деятельное участие в работах только что организованного Геологического комитета, а в 1885 году становится директором этого, одного из самых авторитетных геологических учреждений мира. Целая плеяда ученых, среди которых были такие выдающиеся деятели науки, как И. В. Мушкетов, Ф. Н. Чернышев и другие, группировалась вокруг Карпинского: все они с гордостью называли его своим учителем. Русская наука высоко оценила заслуги Карпинского. С 1916 года он становится во главе штаба отечественной науки, избирается президентом Академии наук. На этом посту он пробыл до самой смерти. Одним из сподвижников Карпинского был выдающийся русский геолог Иван Васильевич Мушкетов (1850—1902). 454
С 1882 года Мушкетов, как и Карпинский, связал свою деятельность с Геологическим комитетом и Русским географическим обществом; Мушкетов организует экспедиции, комиссии по изучению геологических явлений, редактирует научные труды, много времени отдает педагогической работе. Увлекательные и глубокие лекции Мушкетова завербовали в ряды русских геологов многих из тех, кто слушал этого замечательного ученого. Начав свою деятельность, как и многие другие русские геологи, на Урале, Мушкетов направил впоследствии свои научные интересы на изучение огромной горной страны, протянувшейся от Арало-Каспийской низменности до границ Китая. Капитальный труд «Туркестан», в котором ученый подытожил результаты многочисленных экспедиций, знаком всем исследователям Средней Азии. Работы Мушкетова по исследованию горных систем Тянь-Шаня и Памиро-Алая имели громадное значение. Ученых всего мира давно волновала проблема происхождения этих гигантских горных систем. Честь решения этой проблемы принадлежит России. Ложным, подчас прямо-таки фантастическим представлениям о горных цепях Средней Азии, основанным зачастую на непроверенных рассказах, почерпнутых из древних книг и описании средневековых путешествий, Мушкетов противопоставил свое учение о малоисследованной стране гор. Он показал, что эти цепи гор образуют широкие дуги, выпуклые к югу. Мушкетов дал и объяснение происхождению этих горных цепей. Они появились в результате могучего смещения земной коры на север. Теория Мушкетова о складчатом происхождении горных цепей . Тянь-Шаня и Памиро- Алая была подтверждена всем дальнейшим ходом исследований. Выдающееся значение имели и другие геологические труды Мушкетова. Геология киргизских степей, причины береговых оползней около Одессы, движение ледников и много других интересных -проблем нашли свое разрешение в его творчестве. В 1891 году Мушкетов выпустил двухтомный труд «Физическая геология», по полноте и основательности не имевший себе равных. Процессы земной коры, богатые сведения о которых накопила геология, осмысленные с точки зрения передовой науки, были представлены читателю в виде единой, яркой картины жизни земной коры. Схема зачаточного кряжа Карпинского (вверху) и схема расположения горных хребтов на земном шаре, под- тверждающая идею Карпинского о единой связи горных систем (справа). 455
Иван Васильевич Мушкетов. Самые отвлеченные теории Мушкетов умел поставить на службу георазведке и горному делу. В большой степени эта черта присуща и «Физической геологии». Многократно переиздававшаяся «Физическая геология» и сейчас остается ценным пособием. Другим представителем плеяды русских геологов, возглавляемой Карпинским, был Алексей Петрович Павлов (1854 — 1929), прославившийся исследованиями геологии Поволжья. Начав свою работу в этом районе в 1883 году, он продолжал ее в течение многих лет и собрал важнейшие материалы по геологической истории и строению Поволжья и Русской равнины. Многолетние наблюдения дали ему возможность сделать важные теоретические заключения об истории древних морей юрского и мелового периодов, в районе Поволжья оставивших толстые известковые отложения. Павлов первым из геологов указал на существование в районе Жигулей большого нарушения залегания слоев, вызванного движениями земной коры. До этого в геологии существовало мнение, что на Русской равнине все слои земли расположены горизонтально, без изломов.-Будучи лучшим знатоком геологии юрских и меловых отложений, то есть как раз тех пластов земли, которые особенно богаты полезными ископаемыми, Павлов сделал немало практических выводов из своих изысканий. Замечательно, например, его предсказание существования нефти в районе Самарской луки, в месте, которое известно нам теперь как один из районов знаменитого «Второго Баку». Гипотеза Павлова была впоследствии подтверждена И. М. Губкиным. Павлов предсказал также присутствие фосфоритов в юрских и меловых слоях земной коры. Блестящий исследователь Феодосии Николаевич Чернышев (1856—1914) много труда отдал познанию Урала. Только в советское время Чернышевская схема стратиграфии Урала, показавшая, как залегают на Урале осадочные отложения и каков их состав, была дополнена и расширена в свете новых данных, полученных нашими исследователями. Уральские работы Чернышева послужили образцом для изу- Карта хребтов Тянь-Шаня и Памиро-Ллая, составленная Мушкето- вым. 456
чения верхнепалеозоиских отложений и в нашей стране и за рубежом. Еще в молодости Чернышев стал виднейшим авторитетом по этим отложениям, образовавшимся в конце палеозойской эры. Результаты своих исследований верхнепалеозойских пластов земной коры Чернышев изложил в двухтомной монографии, вышедшей в 1902 году и являющейся поныне настольной книгой геологов всего мира. Замечательнее теории Чернышева были результатом обобщения многочисленных наблюдений и изысканий, которые он неустанно проводил в своих экспедициях. При составлении знаменитой геологической карты Европейской части России, над которой Геологический кбмитет трудился, начиная с 1882 года, целых десять лет, Чернышев, подготавливавший материал по Уралу и Северу, объездил эти области вдоль и поперек. Когда закончилась работа над картой, Чернышев отправился по заданию Геологического комитета в Донецкий бассейн. Комитет дал задание составить детальную геологическую карту этого района. Чернышев положил, таким образом, начало научным исследованиям недр Донбасса. Неутомимый геолог побывал и на суровой Новой Земле, и на полярном острове Шпицберген, и в солнечной Фергане. С 1903 года и до самой своей смерти в 1914 году Чернышев был директором Геологического комитета и плодотворной деятельностью содействовал приумножению славы этого замечательного учреждения. По инициативе Чернышева и при его непосредственной помощи в это время были проЕедены важнейшие работы: исследование Криворожья, Апшеронского полуострова, Северного Кавказа, Сибири. Имя Чернышева по праву занимает в истории геологии одно из виднейших мест. Профессора Леонида Ивановича Лутугина (1864—1915) называли «поэтом Донбасса». Трудом его жизни было составление детальной геологической карты каменноугольного бассейна. Этим делом он занимался, будучи профессором Горного института и сотрудником Геологического комитета. Лутугин не оставил свой труд и после того, как в 1905 году реакционеры отстранили его от государственной службы как революционно настроенного человека. Ученик Лутугина профессор А. А. Гапеев писал, что увольнение Лутугина из Геологического комитета поставило этот комитет в очень трудное положение. Лутугин был крупнейшим специалистом, отлично знавшим Донбасс; он из года в год руководил составлением геологической карты Донбасса, и заменить его было буквально некем. Так называемое «присутствие Геологического комитета», то есть собрание крупных русских геологов, постановило: «просить бывшего руководителя продолжать съемку в Донецком бассейне». Uss<si wi u^<s £lL Составленные Карпинским карты расположения морей на Европрйской части России в различные геологические эпохи.
Леонид Иванович Лутугин. Лутугин решил продолжать начатое дело. Он слишком любил его. Без всякого вознаграждения со стороны комитета этот энтузиаст руководил работой коллектива геологов, трудившихся в Донбассе. К 1913 году гигантская работа была в основном закончена: подробнейшая геологическая карта Донбасса была почти полностью составлена. Завершил же впоследствии составление карты известный советский геолог П. И. Степанов, воспитанник Лутугина. Мало кто из ученых знал геологию каменноугольных месторождений так, как Лутугин. Огромные знания и опыт позволяли ему поистине «видеть сквозь землю». Своей проницательностью, своими непогрешимыми указаниями во время поисков угольных пластов, он приводил в восхищение даже бывалых геологов. Не раз ученый выручал горняков своими советами. Так было, например, во время работ по вскрытию пласта на Тквибульском руднике в Грузии. Много раз инженеры, нацеливаясь в пласт, проводили штЬльни, но все попытки обнаружить его были безуспешны. Пласт удалось найти лишь после того, как вызвали Лутугина. В своих расчетах местонахождения пласта Лутугин ошибся всего на один метр! После окончания рабог в Донбассе Лутугин занялся Кузнецким бассейном. За один год Лутугин и его ученики, по существу, заново открыли Кузбасс. Своими изысканиями они показали, что здесь сосредоточены колоссальные залежи каменного угля. Человек, столько сделавший для* познания ископаемых богатств России, Лутугин намного продвинул вперед и теорию геологии. Разработанные им методы исследования отложений каменноугольного периода явились фундаментом нового раздела науки — угольной геологии. Еще одно направление в науке обйзано своим рождением Лутугину— это инженерная геология. Возводя какое-либо сооружение — мост, плотину, башню, инженер, чтобы правильно выбрать для них место, должен детально знать геологическое строение района, где предполагается возвести сооружение. Без учета свойств грунта сооружение может получиться или непрочным, или постройка его обойдется очень дорого. Пионером составления инженерно-геологических карт был Лутугин. В Советской стране инженерная геология получила блестящее развитие. Выдающийся русский геолог и палеонтолог профессор Николай Иванович Андрусов (1861—1924) завоевал славу крупнейшего знатока неогена — отложений, образовавшихся в конце третичной системы. 458
Изучение этих отложений и органического мира тех времен имеет огромную практическую важность: в их толщах скрываются богатейшие месторождения нефти. Если спросить любого геолога, какие труды в первую очередь следует прочесть, чтобы познакомиться с неогенными отложениями, он, не колеблясь, ответит: труды Андрусова. Андрусов исследовал неоген Керченского полуострова Северного Кавказа, Азербайджана, Мангышлака. Андрусов выяснил характер, состав и распространение неогена в Черноморско-Каспийской области и на юго-востоке Европы. По палеонтологическим остаткам он воссоздал картину изменения животного мира в третичную эпоху и показал, как одни виды сменялись другими. Андрусов раскрыл влияние изменений физико-географических условий на фауну и флору. Учет взаимосвязи органического мира с физико- географическими условиями дает возможность особенно глубоко исследовать осадочные породы. Нарисовав подробнейшую картину строения нефтеносных отложений обследованных им районов, ученый дал путеводную нить для познания нефтяных богатств Кавказа. Важное значение имеет и открытие Андрусовым ископаемых .рифов — коралловых построек древних эпох. Первым из геологов Андрусов показал существование известняков, образованных деятельностью рифовых организмов. Понятие онкоид, введенное им для обозначения таких известняков, прочно вошло в науку. Большой вклад в науку о земле сделал в конце XIX века профессор физики Московского университета Э. Лейст (1852—1918), специализировавшийся в изучении земного магнетизма. Каждое лето приезжал Лейст в Курскую губернию, где, удивляя встречных, бродил по полям с морским компасом в руках. Здесь, в Курской губернии, как это заметили инженеры, строившие железную дорогу, компас вел себя очень странно. Стрелка становилась не так, как ей полагалось. Объяснить это загадочное явление пытались многие исследователи. Был приглашен из Франции специалист профессор Муро. Он, а с ним и другие ученые, склонялись к мысли, что на стрелку компаса влияют какие-то блуждающие в почве электрические токи. Но Лейст остался при особом мнении: он был уверен, что стрелку отклоняют скрытые в недрах массы железной руды. Наблюдая поведение стрелки в сотнях различных пунктов и отмечая результаты наблюдений на географической карте, Лейст вычертил подробную магнитную карту обследованной им местности. На этой карте отчетливо вырисовывались две длинные полосы, соответствующие тем местам, где стрелка отклонялась от нормального положения особенно резко. Под этими полосами, утверждал ученый, и расположены два мощнейших подземных хребта железной руды. Работы по изучению Курской магнитной аномалии, проведенные в советское время, подтвердили эти прогнозы. Под курской землей были действительно найдены богатейшие залежи железной руды. Работы по исследованию Курской аномалии имели исключительное значение и для развития техники георазведки. 459
Магнитометрический метод — поиски рудных месторождений с помощью указаний магнитной стрелки — один из самых надежных в арсенале современной георазведки. Он принадлежит к группе так называемых геофизических методов. Эти методы, позволяющие с поверхности земли обнаружить в ее толще полезные ископаемые, необычайно упростили рудную разведку: сделали ее более действенной и позволили проводить ее быстрее. Появление другого геофизического метода разведки — сейсмометрического — было подготовлено работами русского физика, академика Бориса Борисовича Голицына (1862—1916), осуществленными им в начале нашего века. Внимание Голицына, видевшего в земле как Борис Борисович Голицын. gbI громадную физическую лабораторию, приковала одна из могущественных сил природы — сила землетрясения. Уже давно ученые регистрировали случаи подземных толчков, вели их летопись. Но наблюдения были отрывочными, нерегулярными. Только знаменитый геолог Мушкетов ввел постоянное наблюдение за подземными толчками. Рассмотрев землетрясение как физическое явление, Голицын сумел по глухим сигналам подземных толчков воссоздать точную картину рождения и распространения упругих колебаний в земной коре. Заслуга Голицына фстоит также и в том, что он увидел в этих колебаниях средство познания земных недр. «Можно уподобить всякое землетрясение, — писал Голицын, — фонарю, который зажигается на короткое время и освещает нам внутренность земли, помогая тем самым рассмотреть то, что там происходит». И действительно, изучая волны упругих колебаний, проходящие сквозь земную толщу, можно составить довольно точное представление о физических свойствах глубинных слоев недр. В слоях, состоящих из более упругих пород, волны бегут быстрее. Переходя же из слоя в слой, волны эти меняют свое направление. И потому, замечая, несколько они отклонились от первоначального направления, можно узнать, сквозь какие слои пришлось им пройти. Колебания, встречая на своем пути породы, частично отражаются от них. Ловя эти волны, можно узнать, на какой глубине встретили первичные волны породу той или иной плотности. Для того чтобы уловить свет этого «фонаря землетрясения» и рассмотреть в его лучах недра земли, Голицын создал специальные очень чувствительные приборы — сейсмографы. Где бы ни находился очаг землетрясения, как бы ничтожно малы ни были колебания, дошедшие к приборам Голицына, сейсмографы регистрировали эти колебания и показывали их силу. 460
У Голицына была также своя замечательная методика наблюдений, пользуясь которой он смог решить даже такую невероятно сложную задачу, как определение места очага землетрясения по показаниям одной только станции. И, наконец, Голицын создал стройную, математически совершенную теорию упругих колебаний в земле. Именно ему принадлежит честь основания этого нового раздела науки о земле — сейсмологии. Много «белых пятен» стер с геологических карт, много сложнейших вопросов геологии разрешил академик Владимир Афанасьевич Обручев (1863—1956), один из любимейших учеников И. В. Мушке- това. Свою первую экспедицию, маршрут которой был выбран им вместе с Мушкетовым, Обручев совершил в 1886 году. Он исследовал Кара- Кумы, дошел до самых границ Афганистана. Первая работа молодого исследователя была удостоена золотой медали Географического общества. Имя его сразу получило известность среди географов и геологов. В 1889 году Обручев начал исследование полезных ископаемых Оибири, занявшее огромное место в его научной деятельности. Уже первый год работы принес много побед. Обручев исследует Прибайкалье; изучает там слюдяные месторождения, выходы каменного угля на обрывистых берегах реки Оки, разыскивает месторождение графита на острове Ольхон, посреди Байкальского озера. В Хамардабане он ищет ляпис-лазурь, а в Ниловой пустыни исследует горячие источники. В последующие годы работы в Сибири он уделяет большое внимание исследованию золотоносных районов Витима и Олекмы. В 1892 году Обручев совершает большую экспедицию в Центральную Азию. Два с лишним года провел исследователь в пустынях и горах этой малоизученной страны. Тысячи километров прошел он по местам, где до него не ступала нога ни одного европейца. До сих пор материалы этой экспедиции — единственный источник достоверных сведений по геологии труднодоступных районов Монголии и Китая. Ученый долго жил в Сибири, в том краю, которому посвящена большая часть его деятельности. В 1912 году Обручев был вынужден покинуть Томский университет, геологической кафедрой которого он руководил. В эти годы реакции многие прогрессивные ученые изгонялись из учебных заведений. Приехав в Москву, ученый занялся углубленной обработкой геологических материалов, накопленных во время экспедиций. В Москве же началась его замечательная деятельность как популяризатора научных знаний. Кроме множества статей, разносторонний ученый написал и хорошо известные советскому читателю научно-фантастические романы «Плутония» и «Земля Санникова». Октябрьская революция принесла Обручеву, как и многим другим передовым русским ученым, «второе рождение». Сейсмограмма с сейсмографа Голицына. Электромагнитный сейсмограф, изобретенный Голицыным. 461
Социалистическое строительство расширило поле деятельности исследователя, наполнило новым содержанием его работу. Под научным руководством Владимира Афанасьевича Обручева, с 1929 года ставшего во главе Геологического института Академии наук, проходили разведки земных недр. Изыскания советских геологов открыли грандиозные запасы Урало- Кузбасса, помогли создать этот могучий промышленный район. Многие другие победы советской геологии также связаны с именем Обручева, ставшего крупнейшим авторитетом в области изучения руд- ных месторождений. Обручевым создан институт мерзлотоведения. Институт, носящий имя этого замечательного ученого, разрабатывает методы борьбы с бичом северных земель — вечной мерзлотой. Неутомимый исследователь разработал ряд сложнейших геологических проблем. Он занимался вопросом происхождения лёсса. Многие геологи считали, что любой мелкозем под действием почвообразовательных процессов в условиях подходящего климата может превратиться в лёсс. Этому мнению Обручев противопоставил свое суждение. Он показал, что нужно различать лёсс первичный, образовавшийся из пыли пустынь, и вторичные породы, появившиеся вследствие почвообразования, породы, только напоминающие по своим свойствам лёсс. Это мнение имеет теперь многих сторонников. Исследовал Обручев и причины оледенения Сибири. Многие геологи отрицали, что Сибирь когда-то была покрыта льдом. Изучив следы прежнего оледенения огромной страны, ученый опроверг мнение этих исследователей. Участвовал он в разрешении вопроса о действии на формирование земной коры так называемых тектонических движений, вызванных вулканическими силами. Раньше в тектонических явлениях считали главными те движения, которые образуют складки на земной коре. Обручев показал, что значение этих явлений огромно и для образования Карта путешествий В.А.Обручева 462
сбросов и сдвигов в земной коре, — именно перемещениями такого рода создан в основном рельеф всей Азии. Занимала Обручева также проблема происхождения Ленского золотоносного района. Ему удалось доказать, что ленские россыпи образовались в результате разрушения коренных пород, содержавших золотоносные вкрапления. Советское правительство высоко оценило заслуги В. А. Обручева. В 1945 году ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда. С огромной силой развернулось в годы советской власти и творчество Ивана Михайловича Губкина (1871—1939), который вошел в историю науки как один из основоположников геологии нефти. Владимир Афанасьевич Обручев. Научная деятельность его началась в 1908 году на Кубани. Внимание ученого привлекло загадочное явление: в этом районе некоторые скважины не давали нефти, в то время как из соседних она била фонтаном. Долгие, упорные изыскания, проведенные на промыслах, сбор геологических данных и их математический анализ завершились созданием нового оригинального метода составления карт нефтеносных пластов. Карты с изображенным на них подземным рельефом раскрывали закономерности залегания нефти в этом районе. В своей работе Губкин не только открыл нефтеносные кубанские пласты, но и вооружил разведчиков умением искать подобные, особенно глубоко спрятанные залежи. Значение проблемы, которую разрешил он, выходило далеко за границы района Кубани. Изучая месторождения Кубани, геолог открыл существование нефтеносных залежей нового, еще неизвестного типа. Такие залежи он нашел в последующие годы и в Майкопском нефтеносном районе. Уже первая работа принесла Губкину славу крупнейшего специалиста по геологии нефти. Через 15 лет после этого открытия существование залежей подобного типа установили в Америке. В изучение любого вопроса Губкин вносил свой новаторский подход. В 1912 году на Таманском полуострове, в районе, который не раз изучали крупнейшие геологи, исследователь обнаружил четыре совершенно неизвестных до него нефтеносных горизонта. Мало того, в недрах этого полуострова он открыл неизвестный дотоле в России тип складок- земных пластов. 463
В следующем году, работая на Апшеронском полуострове, там, где, казалось бы, все подробнейшим образом было изучено его многочисленными предшественниками, он сумел заново воссоздать всю картину строения этого полуострова. Мировую славу принесла Губкину и его теория грязевого вулканизма. До него считали, что там, где бьют грязевые вулканы, нефти быть не может. Ученый доказал ошибочность такого предположения. Грязевые вулканы, утверждал он, есть как раз верный признак нефтеносности района. Замечательные работы, проведенные геологом до Октябрьской революции, были лишь вступлением к тем научным -победам, которые одержал этот выдающийся ученый Иван Михайлович Губкин. в ГОДЫ советской власти. В первые послереволюционные годы, по поручению Владимира Ильича Ленина, И. М. Губкин вместе с академиком П. П. Лазаревым начал исследования залежей Курской магнитной аномалии. Прославленный геолог-нефтяник в решении и этой, не близкой ему по специальности задачи добился важных результатов. Экспедиция Губкина — Лазарева установила существование под курскими землями громадных залежей железной руды. Вершина деятельности Губкина — это открытие нефтеносных районов Заволжья и создание знаменитого «Второго Баку». О необходимости исследования нефтеносности Приуралья и Заволжья Губкин стал говорить с самых первых лет советской власти. Ученый был твердо уверен, что в этих местах, где следы нефти были открыты еще полтора столетия назад, ее должно быть много. Возглавив работу Московского отделения Геологического комитета, Губкин в 1928—1929 годах организует разведку нефти в районах Приуралья и Заволжья. Поиски дали блестящие результаты. В 1932 году было открыто Ишимбаевское месторождение. Советские геологи, руководимые Губкиным, успешно продолжали свою деятельность, увеличивая с каждым годом число открытых месторождений. Труд Губкина «Волго-уральская нефтеносная область», в котором он изложил результаты своих многолетних научных работ по геологии нового нефтеносного района, — жемчужина в мировой литературе о нефти. До самой смерти ученый отдавал много времени общественной и государственной деятельности: он был вице-президентом Академии наук СССР и руководителе^ многих научных учреждений. 464
РОЖДЕНИЕ ГЕОХИМИИ Начало XX века ознаменовалось в науке о земле крупнейшим событием — рождением геохимии, первые проблемы которой наметил еще Ломоносов. Науку эту, изучающую химические процессы, идущие в земле, и (расселение в ней атомов, создали в современном ее виде замечательные русские ученые В. И. Вернадский и его ученик и соратник А. Е. Ферсман. Начало своей научной деятельности Владимир Иванович Вернадский (1863—1945) посвятил поискам причины М'инералообразующих процессов. «Я положил в ос(нову, — писал он, — широкое изучение минералогических процессов земной коры, обращая основное внимание на процесс, а не только на исследование продукта процесса (минерала), на динамическое изучение процессов, а не только на статическое изучение их продуктов...» Одним из крупнейших достижений Вернадского в этой области было создание теории происхождения и строения алюмосиликатов — минералов, из которых состоит большая часть земной коры. Ученый показал, что в основе этих распространенных минералов лежит так называемое «каолиновое ядро», состоящее из двух атомов кремния, двух атомов алюминия и семи атомов кислорода. При присоединении к этому ядру натрия, калия, кальция и образуются алюмосиликаты. Теория, выдвинутая русским ученым в 1890—1891 годах, задолго до появления рентгеноструктурных методов исследования минералов, полностью подтвердилась через еррок лет, когда рентгеновские лучи показали строение алюмосиликатов. Следующей творческой победой Вернадского была его теория изоморфизма. Исходя из этой теории, ученый разбил все элементы, из которых состоит земля, на восемнадцать групп. В каждую такую группу вошли элементы, способные «подменять» друг друга в кристаллических решетках минералов, сходных по строению. При подобной замене в кристаллической решетке никаких нарушений не происходит. Такие элементы ученый назвал «изоморфными». Он показал, что группы изоморфных элементов непостоянны. С повышением температуры и давления большее число элементов становится способным замещать друг друга при образовании минералов. Теория Вернадского помогла также выяснить, как перегруппировываются, концентрируются или рассеиваются элементы в земной коре под влиянием изменения температуры и давления. Грандиозную картину жизни земной коры — перемещений, встреч и объединений элементов — нарисовал русский ученый. Обнаружение этих закономерностей оказалорь чрезвычайно ценным для практической геологии: она получила возможность предсказывать вероятность нахождения в том или ином месте группы определенных элементов. Поиски новых месторождений полезных ископаемых стало возможным вести более уверенно. Размышляя над тем, откуда черпается тешю, являющееся двигателем геохимических процессов, Вернадский создал необычайно смелую гипотезу. 30 Рассказы 465
В течение многих десятилетий существовали различные взгляды на природу этого тепла: оно сохранилось под земной корой еще с тех времен, когда наша планета была расплавленной, говорили одни ученые; другие же считали, что тепло это рождается при сжатии земли, по мере ее остывания. У Вернадского было другое мнение. Изучив расселение радиоактивных элементов в земной коре, ученый решил, что они-то и есть причина геохимических процессов. «Тепло, — писал он, — освобождающееся под влиянием непрестанного разрушения атомов определенных радиоактивных элементов (действительно имеющего место), совершенно достаточно для объяснения всех этих грандиозных явлений». В наши дни гипотеза Вернадского утвердилась в науке. В последующие годы жизни Вернадский от изучения минералов перешел к изучению жизни отдельных элементов. Он считал, что минерал не вечное пристанище элементов. Минералы возникают, живут, разрушаются. Для того чтобы проникнуть в самую суть жизни земли, Вернадский поставил перед наукой новую грандиозную задачу — углубить знание истории элементов. То, о чем мечтал полтора столетия назад Ломоносов, в руках Вернадского вырастало теперь в новую стройную науку — геохимию. Знаменитая менделеевская периодическая таблица элементов стала верной помощницей Вернадского в этой работе. На шесть групп разбил Вернадский все элементы. Группы эти отличаются той ролью, которую выполняют в геохимических процессах входящие в них элементы. С особым вниманием изучал Вернадский группы так называемых «циклических элементов», составляющих большую долю земной коры. Неоднократно переселяясь из одной области земли — геосферы — в другую, эти элементы как бы движутся по кругам, циклам. Замечательно, что во время своих переселений циклические элементы могут входить в состав органического вещества, принимать участие в образовании живых тел. В связи с этим Вернадский обратил внимание и на роль живых организмов в истории элементов. Последние годы своей жизни он посвятил созданию биогеохимии — науки, которая изучает взаимосвязь живой и мертвой природы. Жизнь на земном шаре, цинично говорят реакционные буржуазные ученые, подобна плесени на головке сыра. Этим взглядам противостоит учение о могуществе жизни. Оперируя точными научными данными, гениальный русский исследователь доказал, что органическая жизнь — это фактор, играющий в эволюции нашей планеты первостепенную роль. Вернадский показал, что,великий круговорот элементов невозможен без живых существ; что растения превратили атмосферу, некогда состоявшую только из углекислоты, в живительную, содержащую кислород газовую оболочку; что мириады дождевых червей в течение каждых трех лет переворачивают всю почву земли на глубину 20 сантиметров, делая ее пригодной для посевов, плодородной. Вернадский ввел в науку о земле новое понятие биосферы — сферы жизни. 466
Владимир Иванович Вернадский. А человек! Человек с его созидательным трудом, с его техникой, промышленностью, сельским хозяйством — он тоже стал могучим фактором геологических изменений нашей планеты. Гимном жизни звучит светлое, оптимистическое учение Владимира Ивановича Вернадского. Биогеохимия — детище Вернадского — оказывает огромные услуги множеству наук: геологии, геоботанике, биохимии, почвоведению, агрохимии, биологии, физиологии растений... Ученый был горячим патриотом. В послереволюционные годы Вернадский — активный деятель созданного им Комитета по изучению производительных сил страны, инициатор органиаации многих научных учреждений и институтов. Замечательным учеником и сподвижником основателя советской геохимической школы В. И. Вернадского был Александр Евгеньевич Ферсман (1883—1945). Вместе со своим учителем он неутомимо трудился над созданием геохимии. Ферсман стремился расширить сферу, которую охватывала бы эта наука, и в то же время связать ее с насущными задачами практики. Он писал: «Геохимия, с одной стороны, уводит нас в область теоретических представлений химической физики, космической химии, астрофизики, с другой стороны, смыкает эти данные с проблемами изучения полезных ископаемых». Ферсман провозглашает необходимость тесного содружества всех наук. И сам первый показывает, каким плодотворным может быть такое содружество. Сочетая последние достижения физики, химии и астрономии, ученый закладывает в своем замечательном труде «Геохимия» основы космохи- мии — науки о химических процессах, идущих во вселенной. Он исследует состав космических пришельцев — метеоритов — и выдвигает идею путешествия атомов в космосе. Исследования распространенности химических элементов в земной коре, проведенные Ферсманом, — одна из вершин геохимии. Продолжая изыскания в этой области, ученый усовершенствовал метод определения процентного содержания элементов в земной коре. Он предложил вычислять не весовые, а атомные доли, то есть количество атомов того или иного элемента, приходящееся на единицу определенного объема. Вычислениям процентов содержания элементов Ферсман придавал большое практическое значение — ведь повышенная концентрация элементов в каком-либо месте и есть не что иное, как месторождение полезных ископаемых. Проблему концентрации и рассеяния атомов геолог исследовал необычайно широко. Используя наблюдения астрономов, он изучал 30* 467
поведение атомов в раскаленных до сотен миллионов градусов небесных телах и прослеживал, как меняются законы перемещения атомов по мере остывания этих тел. Применив законы термодинамики, науки о тепловых процессах, к геохимии, Ферсман объяснил процессы рождения кристаллов в остывающих растворах и расплавленных массах, распределение элементов по различным оболочкам земли, процессы образования рудных месторождений. Каждое свое теоретическое изыскание ученый стремился приложить к практике. Особенно ярко раскрывается эта черта в выдающемся труде «Полезные ископаемые Кольского полуострова» (1941 г.). Александр Евгеньевич Ферсман. Глубоко проанализировав процессы образования минералов Колы, проследив их историю с древнейших времен до нангих дней, Ферсман дал в этой книге исчерпывающее объяснение процессам расселения элементов по недрам Колы, начертал прогнозы поисков полезных ископаемых. Много ценного находят для себя геологи-разведчики и в его книге «Геохимические и минералогические методы поисков и разведок полезных ископаемых». Дело георазведки было для Ферс|мана близким и дорогим. Ведь он сам был неутомимым искателем подземных сокровищ. Великого ученого видели многие края нашей страны: и Урал, и Алтай, и Северная Монголия, и Крым, и Забайкалье. Особенно плодотворной стала деятельность ученого после Октябрьской революции. Вместе с другими геологами молодой Советской страны Ферс'ман по заданию партии и правительства принял участие в развернутых изысканиях. Он проводит ряд крупных экспедиций. Один из соратников знаменитого ученого, вспоминая этот период его деятельности, писал: «Александр Евгеньевич ведет в то же самое время кипучую работу полевого исследователя, успевая в течение года побывать и в заснеженных вершинах Хибинских тундр на Кольском полуострове, и в знойных песках Кара-Кумов, и в глухой тайге Забайкалья, и в заболоченных лесах восточного склона Урала. Десять тысяч квадратных километров в год — таков масштаб подвижности Александра Евгеньевича за эти годы». Крупнейшая победа Ферсмана-георазведчика — это открытие сокровищ, таящихся под тундрой Хибинской и Мончетундрой. Работы эти ученый вел по указанию и при горячей поддержке Сергея Мироновича Кирова. Экспедиции на Колу, возглавленные Ферсманом, открыли грандиозные запасы апатитов и других ископаемых. Безлюдный край, о котором 468
когда-то историк Карамзин писал как о «гробе природы», стал по воле коммунистов превращаться в край могучей социалистической индустрии. Другое замечательное достижение Ферсмана — открытие в Кара- Кумах серных месторождений. Здесь среди знойных песков советские люди построили крупнейший серный завод. Кипучую научную деятельность Ферс;ман всегда сочетал с огромной организационной работой. Он был одним из руководителей Академии наук СССР, создателем многих научных институтов. Велики заслуги Ферсмана и как великолепного популяризатора науки, борца за приобщение народа к самым - высоким достижениям передового знания. Имена В. И. Вернадского и А. Е. Ферсмана — замечательных патриотов, — гордость советского народа. Эти ученые явились основателями еще одной школы в советской минералогии. Интересы представителей этой школы сосредоточены главным образом на изучении месторождений полезных ископаемых нашей Родины. Минералогические исследования в нашей Советской стране ведутся с огромным размахом. Советская минералогия, развиваясь в неразрывной связи с нашим непрерывно растущим народным хозяйством, решает задачи огромного масштаба. Планомерными минералогическими исследованиями охвачены самые отдаленные уголки Советской страны. Ни один минералог никогда не обладал таким обилием фактического материала, какими располагают советские ученые. Этот материал служит им основой для больших обобщений. До революции геология была представлена учеными-одиночками. Лишенные поддержки, они не имели возможности осуществить многие свои замыслы и планы. Новая эпоха в развитии геологии в нашей стране настала после Великой Октябрьской социалистической революции. Партия и правительство предоставили геологам неограниченные творческие возможности. Наука о земле была поставлена на службу советскому народу. В геологии стали работать огромные коллективы. Карпинскому, Губкину, Павлову, Вернадскому, Ферсману, Обручеву выпало счастье работать и при советской власти. Старшее и младшее поколения советских геологов, трудясь рука об руку, обогатили геологическую науку выдающимися открытиями. Советские ученые успешно работают над разрешением проблемы внутреннего строения Земли. В нашей стране получают развитие разделы геологической науки, такие, как неотектоника — дисциплина, изучающая движения земной коры, которые происходили в недавнем (в геологическом смысле) прошлом и происходят сейчас; техническая петрография; геология моря —■ наука, изучающая дно и берега морей и океанов; мерзлотоведение. Бле- Диаграмма содержания различных элементов в земной коре (по Ферсману). 469
стящее развитие получили в нашей стране такие отрасли геологии, как геология нефти и угля. В своей деятельности советские геологи пользуются множеством замечательных средств разведки полезных ископаемых. Почетное место занимают среди них могущественные методы геофизической разведки. Магнитометрический метод, который еще в конце XIX века был широко использован в России, в руках советского ученого А. А. Логачева как бы родился заново. Сконструированный Логачевым магнитометр не боится тряски. Его можно установить на самолете, крейсирующем над полями, лесами и тундрами. Прибор Логачева безошибочно определяет аномалии в магнитном поле земли, часто свидетельствующие о присутствии полезных ископаемых. Развивая дело, начатое Голицыным, его ученики, советские ученые Б. И. Воюцкий и П. Н. Никифоров, создали новый метод геофизической разведки — сейсмометрический. Производя с помощью взрывов искусственные подобия землетрясений и ловя сейсмографами волны, отраженные пластами земли, советские георазведчики заставляют недра открывать свои тайны. Геологи ищут подземные месторождения и с помощью электрометрической разведки, пропуская через толщу земли электрический ток. Гравиметрия — наука, изучающая силы тяготения, тоже служит геологической разведке. Обнаруживая изменения силы тяжести, тем самым определяют и их причину — залежи ископаемых, обладающих иной плотностью, нежели окружающие их почвы. В практику разведки вошел изобретенный советским ученым В. А. Соколовым в 1932 году газовый метод обнаружения залежей полезных ископаемых. На службу георазведке советские инженеры привлекли и такую, казалось бы, далекую от нее науку, как бактериология. Ученые установили, что некоторые бактерии селятся в почве, в которой есть хотя бы ничтожные следы присутствия газов, выделяемых Схема магнитометрической разведки. Схема сейсмической разведки. Магнитометр. 470
нефтью. Находя в почве такие бактерии, разведчики узнают о том, что в толще земли притаилось «черное золото». Служат геологам незримые радиолучи. С помощью радиоволн разведчики обнаруживают притаившиеся в глубине клады земли. Радиоактивные руды ищут с помощью приборов, регистрирующих радиоактивные излучения. Пользуясь новыми методами исследования, ведя планомерную разведку недр нашей страны, советские геологи открыли для нашей промышленности новые богатейшие источники сырья. Уголь Караганды и Кузбасса, нефть «Второго Баку», медь Джезказгана, апатиты Хибин, калий Соликамска — нет числа достижениям советской геологии! Наши геологи-разведчики нашли в недрах страны месторождения никеля, кобальта, молибдена, сурьмы, висмута и многих других редких металлов. Все меньше «белых пятен» остается на геологической карте нашей Родины. НОВАТОРЫ ГОРНОГО ДЕЛА Когда геологи обнаружат месторождение полезного ископаемого, а тщательная разведка установит границы его залегания, выяснит, какова его мощность, — пора строить шахту, закладывать карьер, бурить скважины. Большая Схема радиоразведки. Схема электроразведки. Схема гравиметрической разведки. 471
отрасль техники —горное дело — занимаемся вопросами добычи полезных ископаемых. Целый комплекс проблем приходится разрешать горнякам. Надо установить, как лучше всего подобраться к залежи — вскрыть месторождение и найти наивыгоднейший способ разработки; надо осуществить проходку выработок и закрепить их; надо позаботиться о снабжении подземных ходов свежим воздухом, осветить их, наладить откачку грунтовых вод; надо организовать выемку ископаемых и доставку добытого на-гора, очистить ископаемые от ненужных примесей. В царской России горная промышленность была одной из самых отсталых отраслей народного хозяйства. Добыча ископаемых велась полукустарными методами. Бесчеловечно эксплуатируя рабочих, владельцы шахт предпочитали обходиться без механизации. Вплоть до Великой Октябрьской революции основными инструментами горняков оставались кирка и лопата. В ненасытной жажде прибыли шахтовладельцы вели добычу хищническим способом, старались снять только «пенки» с месторождений, забрасывали рудники и шахты, которые еще можно было разрабатывать. И все же вопреки косности, царившей в горной промышленности, русские новаторы стремились помочь совершенствованию горной техники и облегчить труд горняков. Схема радиометрически го способа разведки. Завершенный в 1795 году труд Ивана Бригонцова, носивший по обычаю тех лет пространное заглавие: «В общественную пользу внут- ренной государственной-экономии. Руководство к познанию, разрабатыванию и употреблению каменного угля с показанием и исследованием тех мест России, где оный преимущественно находится и необходимо нужен к замене и вознаграждению недостатков в лесе», явился замечательным обобщением и развитием опыта многих поколений русских горщиков. Детально разбирает автор в своей книге все вопросы, связанные с поисками и добычей ископаемых углей. Он рассматривает различные случаи залегания угольных пластов, пишет о том, какими способами надо вскрывать месторождения угля и как их разрабатывать. Подробнейшим образом Бригонцов рассказывает, как следует транспортировать уголь, производить подъем его из шахт, как откачивать воду из выработок й удалять из них испорченный воздух. Бригонцов пишет о том, как можно каменный уголь использовать в самых разнообразных отраслях народного хозяйства. Книга русского горного инженера отнюдь не сборник технических правил. Он ставит в ней широкие, имеющие государственную важность вопросы, говорит о том, что необходимо по всей России организовать добычу каменного угля, что пора начать добывать уголь под Петербур- 472
гом и этим углем снабжать заводы и фабрики столицы и ближайших городов. Бригонцов предлагает наладить перевозку угля из Донецкого бассейна к берегам Черного моря и дает решение этой важной проблемы. Горячим патриотизмом пронизана книга русского горного инженера. С негодованием пишет он о хищническом истреблении лесов, призывает отказаться от употребления леса для топлива, заменив лес каменным углем. Содержание этой книги, сыгравшей большую роль в создании фундамента отечественной науки о разработке месторождений каменного угля, выходит за пределы темы, избранной автором. Сосредоточивая свое внимание на добыче каменного угля, Бригонцов вмес;те с тем дал замечательное руководство для разработки всяких пластовых месторождений. Заметный след в истории горного дела оставила опубликованная в 1834 году статья инженера А. Гернгросса, работавшего на Урале, на Березовских приисках. Автор ее, подробно проанализировав вопрос, об устойчивости горных пород, дал подробную классификацию их в этом отношении. Замечательно, что, разбирая проблему крепления выработок, Гернгросс уже говорит не только о давлении на выработку сверху, с потолка, но и о боковом давлении на ее стенки. Порода, окружающая выработку, стремится не только обрушить ее свод, «о и с'близить ее стенки. Для того чтобы обеспечить сохранность выработки, указал Гернгросс, мало надежно подпереть ее свод, необходимо позаботиться и о креплении боковых сторон. Русский инженер дал ключ к решению одного из насущнейших вопросов горного дела — крепления выработки. Большим событием в технике был выход в 1843 году фундаментального учебника по горному делу А. И. Узатиса (1814—1875) — преподавателя Горного института. Автор подверг математическому анализу различные виды горных выработок, методы их крепления, разобрал с'пособы вентиляции шахт, борьбы с подземными водами, системы организации рудничного транспорта и подъема. Инженер А. И. Узатис ввел классификацию пород по их твердости и вязкости. В его курсе мы встречаемся уже с термином «давление породы», ныне прочно вошедшим в горное дело. Автор указывал на важность правильного выбора формы сечений выработок. Для горизонтальных выработок совершенно верно предлагал он наивыгоднейшее сечение — суживающийся кверху эллипс или овал: в этом случае стены выработок лучше всего противостоят давлению породы. Сечение же вертикальных выработок должно быть круглым или эллиптическим. А. И. Узатис, в курсе которого много разделов посвящено машинам и механизмам шахт и рудников, по праву может именоваться одним из основоположников горной механики. Выдающимся деятелем горного дела был современник Узатиса — П. А. Олышев (1817—1896), в трудах которого горная механика получила дальнейшее развитие. Олышев — создатель теории рудничного подъема. По его инициативе горная механика стала читаться в Горном институте как самостоятельный курс. Олышев воспитал многих деятелей отечественной науки и техники. В середине XIX века русскими горняками был сделан ряд важных изобретений. Титульный лист книги И. Бригонцова. вЪ общественную шмьзу ВНУТРЕШЮИ ГОСУЛАРСТВЕННОЙ экономш РУКОВОДСТВО КЪПОЗНЛШЮ, РЛЗРЛБОТЫВЛНШ У ПО ТРЕЛЛЕШЮ КАМЕННАГО «УГЛЯ сЬ аокдяялОс^л и. и*сллАОвеьнСс*к» mrtx* илс/nt Росеш, ijft OHtid п/зыми/щес/п strut** находится u HcodxoAtt~#c w меиш к* stcwi/trf и вознаграждение недостатю/ь *» лнса нМдислно *Ь Екштуачнослань 1795 гоЛъ 473
Схема вращательного ГИБКИЙ ШЛАНГ ДЛЯ ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА Большую сложность представляет проветривание подземных выработок. Чтобы снабдить свежим воздухом глубокие выработки, приходится пользоваться воздуходувными устройствами. Долгое время техника вентиляции в шахтах была очень несовершенной. В 1832 году в этой области было сделано важное изобретение. Русский инженер А. Саблуков взял патент на новый тип вентилятора. Ему удалось сконструировать практически применимый центробежный вентилятор, несравненно более совершенный, чем поршневые воздуходувки. Рабочее колесо этого вентилятора, напоминавшее по конструкции колесо водяной мельницы, своими лопастями захватывало и гнало воздух, создавая сильный и непрерывный воздушный поток. В 1835 году вентилятор Саблукова был поставлен на одном из рудников Алтая. Центробежный принцип Саблуков использовал и в другом своем изобретении: в 1840 году он сконструировал центробежный водяной насос. Преимущество центробежных насосов и вентиляторов перед поршневыми, которыми издавна пользовались на шахтах, стало особенно разительным после появления на шахтах электродвигателей. Чтобы заставить бурения скважин, электромотор двигать шток поршня, приходится создавать сложные передачи. Центробежные насосы и вентиляторы дают возможность непосредственно использовать вращательное движение, развиваемое электромотором. Механизмы, созданные Саблуковым, — это прообразы вентиляторов и насосов, работающих на современных шахтах. В 1848 году произошло еще одно большое событие в технике горного дела. Добыча нефти и бурение — для нас эти слова совершенно неотъемлемы друг от друга. Но когда-то нефть добывалась совсем не так, как в наши дни. Было время, когда рыли колодцы и вычерпывали из них «черное золото» ведрами. Понятно, что так можно было добывать нефть лишь из не очень глубоких залежей. И вот в 1848 году служащий горного ведомства Ф. А. Семенов впервые в истории техники произвел бурение скважин на нефть. Способ, найденный Семеновым, — ныне единственный метод разработки нефтяных месторождений и одно из главнейших средств разведки недр. В 1859 году в России появилось еще одно изобретение, очень важное для по- ^^^3.-|Щ%Ь> бур-долото §§^я 474
наклонного скважин. бурения следующего развития техники транспортировки на горных разработках ь июле этого года в Сибири, на золотом прииске у берега реки Мурож- ная, изобретатель А. Лопатин построил интересную машину Она состояла из двух шкивов, отстоящих друг от друга на 30 сажен На шкивы как приводной ремень была надета широкая лента из холста Для прочности в края ленты были вшиты канаты. Между канатами 'через небольшие промежутки были вставлены распорки, — это обеспечивало постоянную ширину ленты. Чтобы лента не могла провиснуть под ней изобретатель поставил шеренгу валиков. Один из шкивов машины был соединен с водяным колесом. Лопатин как бы проложил холщовую дорожку между рекой и зо- лотопромывочной машиной. Когда на колесо пустили воду, эта дорожка пришла в движение, и песок, набрасываемый рабочими на ленту потек рекой к золотопромывочной машине. Раньше же песок перевозили на телегах. ^ «Песковоз» Лопатина — это предок ленточных конвейеров устройств, ныне получивших широ- ' чайшее применение не только на Схема шахтах, но и всюду, где приходится транспортировать сыпучие материалы. Создателю замечательной машины пришлось претерпеть немало мытарств, прежде чем удалось отстоять свои права на это изобретение. Лишь в 1861 году Лопатин получил привилегию на песковоз. Машина была потом усовершенствована русскими инженерами Абрамовым и Писаревым, заменившими холщовую ленту металлической. В 1872 году знаменитый механик И. А. Вышнеградский опубликовал труд о подъемных машинах. Эта работа многим способствовала становлению горной механики — науки о машинах, применяющихся на шахтах и рудниках. В 1879 году вышел курс горнозаводской механики, написанный профессором Горного института И. А. Тиме (1838—1920). Глубокий теоретик, Тиме подверг анализу многие из проблем, волновавших горняков. Не ограничиваясь, однако, теоретическими изысканиями, Тиме проводил и экспериментальные исследования, изучал, например, рудничные канаты. 475
Основоположник русской школы горной механики отдал этой науке сорок лет своей жизни. В 1880 году вышел в свет курс горного искусства, принадлежавший перу коллеги Тиме — профессору Г. Я. Дорошенко (1846—1910). Этот капитальный труд — важная веха в развитии горной науки. Г. Я. Дорошенко не только дал замечательное обобщение знаний и опыта, накопленных горняками России и других стран, но внес в горную науку много своего, нового. В частности, им была разработана превосходная классификация горных пород в отношении устойчивости. Большое внимание уделил Г. Я. Дорошенко проблеме обогащения руд — разработке методов очищения руд от примесей. Всякий занимающийся историей горного дела не может пройти и мимо научной статьи инженера И. Кржижановского «Исследование некоторых типов рудничной крепи в статическом отношении», появившейся в 1895 году. Какова величина того давления, которое приходится выдерживать рудничной крепи? Вопрос, поставленный автором статьи, очень важен. Решение, которое на основании тщательных исследований дал Кржижановский, было поразительно. Над крепью высится огромная толща породы. Можно подумать, что огромны и силы, стремящиеся сломить стойки. Но рассуждать таким образом было бы ошибкой, показал русский инженер. Лишь ничтожную долю породы приходится удерживать крепи. Большая же часть давления лежащих над выработкой пластов уравновешивается действием сил, возникающих в пластах самой породы. Выводы, к которым пришел Кржижановский, стали отправной точкой для всех дальнейших исследований давления горных пород. Выдающиеся труды посвятил освоению богатств земных недр Д. И. Менделеев. Пламенный патриот, он боролся за развитие отечественной нефтепромышленности, создал первую лабораторию по иеследо- Схема подземной газификации угля.
ванию нефти, выдвигал оригинальные идеи транспортировки ее — проект нефтеналивного судна для перевозки нефти по воде и нефтепроводы. Владимиром Григорьевичем Шуховым, о котором мы говорили в других разделах книги, были созданы проекты танкера и нефтепровода — этих основных способов современной транспортировки нефти. Интересные идеи развивал Менделеев и в работах, посвященных добыче каменного угля. Об этом уже рассказывалось в главе «Русские металлурги». Еще в 1882 году он замечает в своей записной книжке: «Поджечь уголь под землей, превратить его в светильный, или генераторный, или водяной газ и отвести его по трубам...» Здесь, пока лаконично, была высказана мысль о создании совершенно нового способа использования энергии, заключенной в каменном угле. А в 1888 году великий новатор в статье «Будущая сила, покоящаяся на берегах Донца» подробнее изложил свою мысль. Менделеев пишет о том, что не обязательно извлекать каменный уголь на поверхность земли, чтобы использовать его химическую энергию. Можно применить другой способ: зажечь угольный пласт и, заставив его гореть при малом доступе воздуха, превратить шахту в гигантский газогенератор. Уголь будет превращаться в высококалорийный газ, который можно по трубам направить на заводы и фабрики как ценнейшее топливо и как великолепное сырье для химического производства. В 1912 году английский физико-химик Уильям Рамзей опубликовал статью, в которой изложил метод подземной газификации. Владимир Ильич Ленин, познакомившись с идеей подземной газификации, дал ей очень высокую оценку. В своей статье «Одна из великих побед техники», напечатанной в 1913 году, обрисовал, какие огромные блага принесет человечеству подземная газификация угля. Реализация идеи подземной газификации оказалась делом очень сложным. В СССР она воплощается в живую действительность. Сейчас у нас уже работают шахты, где осуществляется подземная газификация угля. К началу XX века в горной науке было накоплено огромное богатство фактического материала. Разведка месторождений, проходка шахт, крепление выработок, освещение их, вентиляция, обогащение полезных ископаемых, горная механика и т. д. — каждый из разделов горной науки и техники стал выделяться в самостоятельную дисциплину. Началась особенно углубленная разработка проблем горного дела. На помощь были призваны методы математического анализа и лабораторные исследования. Переходу горной науки на новую, более высокую ступень способствовали труды плеяды талантливых русских ученых Б. И. Бокия, А. М. Терпигорева, 'М. М. Протодьяконова, А. А. Скочинского, Л. Д. Шевякова. Начав свою деятельность еще в царской России, эти ученые явились затем основоположниками советской горной науки. Труды профессора Бориса Ивановича Бокия (1873—1927) открыли новую эпоху в горной науке. Он приложил математические методы к решению проблем горного дела. 477
Электробур. Закладывая рудник, проектировщики должны установить: как с наименьшими затратами вскрыть месторождение, как выгоднее его разработать, какие размеры должно иметь шахтное поле, как провести горные выработки. Прежде почти все это решалось в общем, на глазок. Бокий взглянул на эти проблемы с точки зрения математики. Математиками давно разработаны методы, дающие возможность решать задачи на максимум и минимум, находить способы, обеспечивающие наибольший эффект при наименьших затратах. Например, устанавливают, что линией заданной длины можно охватить наибольшую площадь, если придать ей форму окружности. Нечто подобное задачам на максимум и минимум увидел русский ученый в проблемах горного дела. Уже первые труды Бокия, опубликованные в «Горном журнале» в 1902 году, привлекли к себе пристальное внимание горняков всего мира. Методы, созданные исследователем, были сразу же признаны. Формулы Бокия позволили горным инженерам проектировать и строить шахты и рудники быстро, экономично, надежно. Почин Бокия уже в первые годы XX века был подхвачен и продолжен профессором А. М. Терпигоревым. Работа А. М. Терпигорева «Разбор систем разработок каменного угля, применяемых на рудниках юга России, в связи с подготовкой к очистной добыче», опубликованная в 1903—1904 годах в «Горнозаводском листке», принесла широкую известность ее автору. Читатели нашли в ней тонкий анализ разных систем разработки каменноугольных месторождений с точки зрения технической и экономической целесообразности. Выводом формул, охватывавших более широкий круг факторов, чем формулы, данные Бокием, Терпигорев намного продвинул вперед горную науку. Выдающийся вклад в развитие аналитических методов внес академик Лев Дмитриевич Шевяков. Будучи инженером, еще в первых своих работах он сумел решить общую задачу определения шахтного поля с учетом особенностей залегания месторождения, проектной мощности шахты, дальности транспортирования ископаемых. В первые годы XX века Александром Александровичем Скочинским было начато еще одно направление в горном деле. Скочинский поставил на научную основу вопросы рудничной вентиляции, газового режима шахт, профилактики и борьбы с подземными пожарами. Он явился основоположником рудничной аэрологии. Эта наука рассматривает вопросы газо- и теплообмена в выработках, определяет законы движения воздуха и газов в шахтах и учит управлять этим движением. Скочинский подверг глубокому исследованию вопросы, связанные с проникновением рудничного газа в выработки и образованием угольной взрывоопасной пыли. Работы Скочинского лишь после Октябрьской революции получили широкое применение. Его исследования помогли создать способы предотвращения пожаров и взрывов и улучшить условия труда в шахтах. Заметный след в горном деле оставили труды профессора Михаила Михайловича Протодьяконова (1874—1930). Ученый сосредоточил свое внимание на исследовании давления по- 473
род. Его работа «Давление горных пород на рудничную крепь» (1907 г.) сыграла большую роль в развитии этой области горного дела. Русский ученый ввел, в частности, новое понятие о своде обрушения, прочно вошедшее в науку. В 1897 году русский изобретатель А. Камери создал проект машины, которая могла производить зарубку и отбойку угля в шахтах, и затем получил патент на свое изобретение. Шахтовладельцы остались глухи к предложению конструктора, выдвинувшего идею горного комбайна. Создание горных комбайнов началось только после Октябрьской революции. С именем выдающегося русского инженера-электрика Роберта Эдуардовича Клаееона (1868—1926) связано рождение крупного изобретения в области [разработки торфяных залежей. Добыча торфа долгое время была одной из самых труднейших. Торфяникам приходилось работать вручную в тяжелых условиях: стоя по колено в болоте, они лопатами извлекали торф. Клаосон был первым инженером, который сумел механизировать добычу торфа. Он предложил разбивать торфяные залежи сильными струями воды и получающуюся жидкую массу перекачивать с помощью насосов от места добычи к месту сушки. Гидроторф — изобретение Клаееона — не был применен в царской России. Капиталисты, владельцы торфяных предприятий, находили более выгодным пользоваться дешевой рабочей силой. Способ Клас'сона нашел применение только после Великой Октябрьской социалистической революции. В. И. Ленин, считавший гидроторф Механизированная добыча торфа — гидроторф. 479
замечательным изобретением, всячески способствовал его широкому внедрению на торфяных промыслах нашей страны. Способ Классона помог освободить рабочих-торфяников от изнурительного й вредного труда и повысить мощь нашей торфодобывающей промышленности. Советская горная промышленность применяет замечательные машины и механизмы и наиболее совершенные методы добычи подземных богатств. Член-корреспондент Академии наук СССР М. А. Капелюшников изобрел турбинное бурение нефтяных скважин — самый производительный способ бурения. Используя турбобур, советские нефтяники освоили сложнейший вид бурильных работ: они бурят не только вертикальные, но и наклонные скважины. В нашей стране имеются и новейшие средства бурения — электробур, а также турбобур, система которого по праву считается лучшей в мире. На наших шахтах применяются угольные комбайны. Наши инженеры разработали уже много типов этих замечательных машин, освобождающих шахтеров от тяжелого труда в забое. На многих шахтах у нас можно увидеть подвижное крепление горных выработок. Советская горная промышленность заслуженно гордится установками для бурения уже не узких скважин, а целых шахт. Созданы машины для погрузки и транспортировки угля и породы. Советская власть окружила заботой и почетом шахтеров. В шахтах засияли люминесцентные лампы, заливающие своим, подобным солнечному, светом темные когда-то выработки. Советские шахты становятся настоящими подземными заводами» Буренин шахты по способу Маньковского. ИССЛЕДОВАТЕЛИ МИРОВОГО ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫ Необузданные силы природы царствуют на просторах двух океанов: водного океана Земли и океана воздушного — земной атмосферы. Бури и ураганы, ливни и наводнения, штормы и суховеи приносили и приносят еще ныне беду и несчастье. 480
В повседневной борьбе со стихиями и выросли науки метеорология и океанография, занимающиеся изучением жизни атмосферы и Мирового океана. Видная роль в раскрытии тайн двух океанов принадлежит ученым нашей Родины. * * * Один из крупнейших представителей науки о водной стихии Ю. М. Шокальский писал: «Водяная оболочка Земли служит средою для целого ряда сложных, тесно связанных друг с другом явлений, которые вместе дают нам картину физической жизни Мирового океана, а в зависимости от последней находится и вся органическая жизнь на йем». , В далекие от нас годы каждый мореплаватель был и океанографом: ему приходилось изучать законы поведения океана. Судовые журналы русских кораблей составили одну из первых глав этой науки. Описание неведомых морей, их течений, их глубин —это то, с чего, собственно говоря, и началась океанография. Об этом периоде накопления знаний о море мы рассказывали в главе «Русские путешественники». Наш народ высоко ценит имена ученых-моряков, трудом своим заложивших фундамент будущей океанографии. Именно о них писал выдающийся мореплаватель и ученый С. О. Макаров: «На утлых кораблях совершали наши ученые моряки свои смелые путешествия и, пересекая океаны по разным направлениям, обыскивали и изучали новые, еще неизвестные страны. Описи и съемки, которые они сделали, и по сие время служат для руководства мореплавателям, а замечания и наставления их цитируются лоциями всех наций. Да послужат труды этих исследователей драгоценным заветом дедов своим внукам и да найдут в них прядущие поколения наших моряков пример служения науке». Пытливо изучал опыт русских моряков М. В. Ломоносов. Он часто встречался с отважными людьми моря и подолгу беседовал с ними. Из рассказов поморов Ломоносов жадно черпал необходимые ему знания для разгадки тайн морей севера. Он собирал данные о морских течениях, изучал соленость морской воды, определял температуру ее замерзания. Прибор Ломоносова — универсальный барометр — позволял непосредственно вычислить силу притяжения Луны и Солнца, влиянием которых, как мы знаем, вызываются морские приливы. Ломоносов создает теорию происхождения айсбергов: гигантские глыбы льда, считает он, не что иное, как обломки сползающих в океан ледников. Эта гипотеза через 130 лет полностью подтвердилась. В записке Ломоносова, относящейся к 1763 году, «Краткое описание разных путешествий по северным морям и показание возможного проходу Сибирским океаном в Восточную Индию» научно излагалась теория дрейфа льдов и айсбергов. Лишь через многие годы эта теория появилась вновь. В том же труде разбиралась влияние ветра на движение льда, вопросы ледового трения. Кроме того, Ломоносов указал способ определения течения с дрейфующего корабля. Не только теоретическими трудами служил М. В. Ломоносов делу развития русского мореплавания. Им впервые разработан целый ряд 31 Рассказы Прибор Ломоносова для наблюдения морских те* чений. Приспособление, окон» струированное Ломоно- совым для производства наблюдений на море. (Рисунок Ломоносова.) 481
остроумных приборов, позволявших производить всякого рода измерения на море. Вместе с глубоководным лотом, изобретенным Петром I, приборы Ломоносова прочно вошли в арсенал навигационной техники и долгое время надежно служили отважным русским мореплавателям. Шли годы, не ослабевал интерес русских исследователей к изучению морской стихии. Начало XIX столетия ознаменовалось историческими кругосветными путешествиями, совершенными русскими исследователями. Об этих путешествиях мы рассказывали в предыдущей главе. Весьма существенные наблюдения над течениями, приливами и отливами, над удельным весом воды и температурой на различных глубинах обогащали все новыми сведениями науку о Мировом океане. Основу этой науки закладывали специально организованные океанографические экспедиции. Корабли «Надежда» и «Нева», входившие в состав океанографической экспедиции под командой знаменитого адмирала Ивана Федоровича Крузенштерна и его помощника Юрия Федоровича Лисянского, пересекли Атлантику, обогнули мыс Горн, вышли в Тихий океан, побывали у берегов Аляски, у Курильских островов, Камчатки и Сахалина. Океанография обогатилась новыми данными о температуре океана, о ссг лености воды на различных глубинах, о приливах и отливах. Крузенштерн первым из исследователей применил для глубоководных измерений минимальный термометр. Через девять лет после завершения этой экспедиции адмирал Крузенштерн принимает горячее участие в подготовке новой экспедиции. В плавание уходит корабль «Рюрик» под командой О. Е. Коцебу. В 1818 году «Рюрик» возвращается. Не только новые остро-ва появились на карте Тихого океана после этого плавания, много было сделано русскими моряками и для науки об океане. Вскоре под командой Фаддея Фаддеевича Беллинсгаузена в новую экспедицию уходят из Кронштадта шлюпы «Восток» и «Мирный». Корабли экспедиции достигают 70° южной широты. Русские моряки первыми устанавливают существование суши в Южном Ледовитом океане. Экспедиция Беллинсгаузена обогатила науку познаниями о ледовом режиме Антарктики. В 1823 году в свое второе плавание уходит капитан-лейтенант О. Е. Коцебу. На этот раз на борту его корабля «Предприятие» находится молодой физик, будущий академик Э, X. Ленц. Замечательные работы, проведенные на протяжении трех лет, заключали в себе прочные основы современной океанографии. Впервые в истории океанографии с помощью батометра — прибора для взятия проб воды, изобретенного Ленцем, — были взяты глубинные пробы воды. Эти исследования позволили нарисовать картину изменения температуры с увеличением глубины до 2 тысяч метров. Ленц сделал заключение о наличии глубинных течений в океане из более высоких широт к экватору. Не менее важны были и исследования экспедиции, касающиеся солености и плотности вод океана. Ленц неопровержимо доказал, что плотность и соленость вод вблизи экватора меньше, нежели в субтропиках. Тем самым было опровергнуто распространенное в те времена утверждение о том, что у экватора вода наиболее соленая. 482
Методы и приборы Ленца остались на вооружении океанографов и до наших дней. Гидрохимическими и магнитными исследованиями океана много занимался знаменитый русский мореплаватель Федор Петрович Литке. Славу принесли ему наследования арктических вод, берегов Новой Земли и Камчатки, проведенные им за время с 1821 по 1825 годы. В 1826—1829 годах Литке возглавлял очередную русскую кругосветную экспедицию. В разных пунктах океана, на разных широтах и долготах он производил с помощью маятника измерения силы земного тяготения. Следил Литке и аа изменениями магнитного поля Земли. Приливы и отливы также были объектом его внимательного изучения. Наука об океане упор-но и настойчиво копила факты, чтобы затем занять свое место в ряду других наук. Ее право на самостоятельное значение утверждали своими -прудами и русские исследователи С. О. Макаров и Ю. М. Шокальский. Макаров начал вплотную заниматься океанографией с 1881 года, и с тех пор она навсегда становится второй областью его деятельности. И где бы он ни плавал, в каких бы водах ни приходилось ему бывать, он везде неустанно проводил научную работу и в первую очередь океанографические исследования, отлично понимая важность познания физических условий, в которых приходится действовать морякам. Три вопроса были поставлены исследователем. Вначале эти вопросы казались частными. Однако решения их были даны с таким блеском и широтою, что послужили основой для раскрытия общих проблем океанографии. Макаров обнаружил странное явление: в проливе Босфор, соединяющем Черное море с Мраморным, существовало одновременно два течения — верхнее и нижнее. На поверхности вода текла от Черного к Мраморному морю. На глубине свыше 20 метров вода двигалась обратно, от Мраморного моря к Черному. Используя батометр Ленца, глубоководный термометр, измеритель удельного веса воды и собственной конструкции измеритель скорости течения, Макаров произвел свыше 9 тысяч исследований разного рода. Анализ их позволил раскрыть существо загадочного явления. Оказывается, верхнее течение определяется разностью уровня Черного и Мраморного морей, объясняющегося постоянным притоком пресной воды рек в Черное море. Нижнее же течение определяется разной плотностью воды в обоих морях. Тяжелые соленые воды Мраморного моря сильнее давят на нижние слои воды, чем менее соленые воды Черного моря. Таким образом, равновесие нарушается, давление вытесняет нижние слои воды в Черное море, создавая подводное течение. Течение разделяется промежуточным, нейтральным слоем, который в науке так и назван «макаровским слоем». Решая эту проблему, Макаров не только дал правильное представление о структуре водных масс Черного моря, но одновременно затронул одну из существенных проблем океанографии — характер процесса перемешивания водных масс. Опубликованная им замечательная работа «Об обмене вод Черного и Средиземного морей» решила важнейшую проблему в познании общей циркуляции вод океана, проблему плотностных течений. 31* 483
Результаты исследований Макарова получили название «(классической проблемы океанографии», они способствовали разрешению практических и теоретических задач новой науки. Академия наук отметила талантливую работу присуждением Макарову премии. Второй крут вопросов, блестяще разрешённых Макаровым, относится к исследованиям, которые он проводил во время кругосветного плавания на корвете «Витязь». Выйдя в это путешествие в 1886 году и проплавав три года, океанограф побывал в различных пунктах Мирового океана. Используя современную аппаратуру и передовые методы исследования водных масс, Макаров приобрел богатые данные для научного обобщения. В 1894 году появился капитальный труд «Витязь» и Тихий океан». На основе исследований Макаров решил комплекс теоретических вопросов. Изучение тепловых условий водных масс позволило составить схему течений Тихого океана и прилегающих морей, а также проанализировать экваториальные течения и наметить линии раздела между холодными и теплыми водами. Одновременно Макаров установил, что глубинные однородные воды в океане, лежащие ниже двух тысяч метров от поверхности, — это несме- шивающиеся воды антарктического происхождения, когда-то погрузившиеся вниз, как более холодные и плотные массы. Они распространяются к северу, пересекают экватор и заполняют котловину северной части Тихого океана. Наконец здесь же Макаров выдвинул идею о влиянии на морские течения отклоняющей силы, которая возникает благодаря вращению Земли, согласно известному закону Кориолиса. Третий круг вопросов, поставленных и решенных Макаровым, относится к проведенному им на знаменитом ледоколе «Ермак» исследованию северных морей и ледовых режимов. Выйдя в плавание в 1901 году, крупнейший ледокол мира, ведомый ученым-океанографом, стал первой плавучей базой по изучению Арктики. Корабль был оснащен прекрасным оборудованием и приборами. В своем труде «Ермак» во льдах», опубликованном в 1901 году, Макаров рассказывает не только о строительстве ледокольных кораблей и о плавании в полярных широтах, но и поднимает целый ряд теоретических вопросов о плотности и других свойствах льда, о влиянии на распределение льда вращения Земли, о температурном режиме северных морей и т. д. В 1904 году смерть на боевом посту во время войны с Японией прервала плодотворную жизнь ученого. Достойным продолжателем его в области океанографии был Юлий Михайлович Шокальский (1856—1940). Многие сотни научных работ, посвященных проблемам молодой науки, были написаны Шокальским за его плодотворную жизнь, заполненную путешествиями. Однако самой крупной работой воистину мирового значения явилась его обобщающая «Океанография», вышедшая в январе 1917 года. Этот труд окончательно утвердил новую науку в ее правах, и до настоящего времени в области океанографии его следует считать непревзой- 484
денным. В своем произведении ученый раскрывает взаимосвязь всех сложных процессов, протекающих в водной оболочке нашей планеты. Это отличает труд отечественного ученого от крупных работ зарубежных исследователей — англичанина Меррея, француза Туле и немца Крюммеля, которые, обстоятельно разбирая явления, происходившие в океане, не раскрывали, однако, их взаимосвязи. Ю. М. Шокальским дается замечательная классификация режимов океана, анализируется статика и динамика различных процессов, исследуется распределение воды и суши, физико-химические свойства вод. Очень плодотворно трудился выдающийся ученый в годы советской власти. Он руководил научными институтами, преподавал в высших учебных заведениях, участвовал в работе многих международных научных съездов и конференций. Именем Шокальского названы острова, проливы, горные пики, ледники, озера и морские течения в различных частях света. Выдающийся представитель советской океанографии профессор Константин Михайлович Дерюгин (1878—1938) начал свою деятельность задолго до Великой Октябрьской революции, но главные труды создал уже в наше время. Дерюгин тщательно изучил режимы Белого и Баренцева морей, а также Финского залива. Труды К- М. Дерюгина и другого видного океанографа, впоследствии почетного члена Академии наук, Н. М. Книповича (1862—1939) по атлантической циркуляции помогают ныне исследованию причин потепления Арктики. Экспедиции прославленных судов «Садко», «Малыгин», «Челюскин», «Седов», «Таймыр», героические дрейфы станций «Северный полюс», отважная работа полярников на многочисленных зимовках обогатили океанографию севера ценнейшими исследованиями. Изучаются и южные воды нашей страны. Подробному исследованию вод Азовского моря посвятила свою деятельность экспедиция Г922—1927 годов, руководимая Н. М. Книповичем. Продолжив дело, начатое Макаровым, организовал Черноморскую экспедицию Ю. М. Шокальский. Создана сеть океанографических станций, которые изучают жизнь морей, омывающих берега нашей Родины. Океанография решает свои задачи и в лабораториях. Академик П. П. Лазарев произвел замечательные опыты: воспроизвел в искусствен- йом бассейне сложную картину океанских течений. Тем самым советский ученый положил начало моделированию морей и океанов, а этот метод помогает выведать у природы самые ее заветные тайны. Океанограф академик В. В. Шулейкин исследует физические процессы, происходящие в море. Он прославил советскую науку открытием «голоса моря» — неслышимых звуков, идущих намного впереди надвигающегося шторма. Создав приборы, улавливающие эти звуки — сигналы приближающейся опасности, ученый дал в руки океанографов новое замечательное средство для прогнозов погоды моря. Значительны работы в области океанографии советских ученых Н. Н. Зубова и В. Ю. Визе, пользующихся известностью во всех странах. Заканчивая рассказ о людях, создавших науку о водной стихии, вспомним прекрасные слова Ю. М. Шокальского, сказанные им во 485
введении в «Океанографию»: «Русские люди должны знать и помнить, что сделано славного предшествующими поколениями, гордиться этим и в свою очередь дать возможность и право потомкам так же относиться и к ним самим». * * * Не менее значительны заслуги отечественной науки в исследовании второго мирового океана — воздушного. В любой отрасли народного хозяйства метеорология несет свою службу. Она предупреждает о непогоде летчиков и моряков; учитывая ее прогнозы, работники сельского хозяйства заблаговременно принимают меры для сохранения урожая от стихийных бедствий. Строителям она помогает выбирать наилучшие места для возведения городов, селений и здравниц, а конструкторам дает расчетные данные для строительства плотин, мостов и водоотводных труб. Путешественники и мореплаватели еще в XVIII веке выдвинули задачу изучения погоды. Требовалось найти взаимосвязь погоды с климатом и определить зависимость погоды от тех или иных явлений, происходящих в атмосфере. Объяснения многим явлениям Барометр Ломоносова. Газовый барометр Ломоносова. природы, происходящим в воздушном океане, дал великий Ломоносов. Связав метеорологию «наземную» с изучением атмосферы, Ломоносов указал путь развития разделу метеорологии — аэрологии, изучающей верхние слои атмосферы. Ломоносов — один из ученых, положивших начало синоптике, разделу метеорологии, занимающемуся предсказанием погоды. Предвидение погоды Ломоносов сравнивал по ценности с горами золота. Он не раз указывал, сколь важно предсказание погоды для моряков и земледельцев. В 1750 году в «Оде благодарственной» он писал: Наука легких метеоров, Премены неба предвещай, И бурный шум воздушных споров Чрез верны знаки предъявляй, Чтоб земледелец выбрал время, Когда земли поверить семя, И дать когда покой браздам... Ломоносов предлагал соорудить в разных государствах «самопишущие метеорологические обсерватории». Его указания о производстве одновременных наблюдений в разных местах для предвидения погоды на основании сопоставления этих наблюдений осуществлены были лишь сто лет спустя. 486
Восходящие воздушные токи и облака по М. В. Ломоносову. Ученый сам конструировал исключительно оригинальные и остроумные метеоприборы. Для измерения скорости ветра им был изготовлен прибор — анемометр. Для наблюдений в море он создал так называемый морской барометр, представляющий собой оригинальное объединение термометра и воздушного барометра. Ему же принадлежит заслуга в создании проекта «аэро- дромической машины» — прибора для исследования верхних слоев атмосферы (об этом мы писали в главе «Новаторы транспорта»). Ломоносов дал объяснение восходящим и нисходящим потокам воздуха в атмосфере, связывая с этим противотоком возникновение атмосферного электричества. Аналогичные наблюдения производил в Альпах Соссюр, с именем которого в зарубежной литературе связывают открытие восходящих воздушных токов. Плодотворно развивал метеорологическую науку в России профессор Московского университета Петр Иванович Страхов (1757—1813). С 1808 года им были организованы в университете регулярные наблюдения за давлением и температурой воздуха, за направлением и скоростью ветра, за грозами и атмосферными осадками. Ему же принадлежит честь издания первого в России учебника по метеорологии. В 1810 году В. Н. Каразин — основатель Харьковского университета — наметил план создания метеорологической сети в России, имея целью научное предсказание погоды на основании обработки собранных наблюдений. «Это, — пишет он, — может нас привести к возможности предсказывать погоду не только на данное время года и на данное место, но и на целый год вперед». В 1835 году в Петербурге была построена обсерватория для производства магнитных и метеорологических наблюдений. Слава этого научного учреждения распространилась далеко за пределы страны. «Россия, — писала французская газета «Сьель», — основала без всякого шума Главную физическую обсерваторию, имеющую огромное значение». Русская обсерватория вскоре стала центром, где собирались и обрабатывались метеорологические сообщения из разных русских городов — Екатеринбурга, Нерчинска, Барнаула. Сюда посылались нужные сведения и из городов других стран. Аэрологические исследования получили плодотворное развитие в трудах русского ученого Я. Д. Захарова (1765—1836). В 1804 году Захаров совершил свое знаменитое «плавание» на аэростате, во время которого Павловская обсерватория- 487
Высотомер Д. И. Менделеева. он производил измерения температуры, брал пробы воздуха на разных высотах и вел наблюдения за воздушными течениями. Дальнейшие успехи русской аэрологии связаны с деятельностью Д. И. Менделеева. Великий ученый понимал, какое значение для науки и техники имеет всестороннее изучение воздушной стихии. Менделеев придавал большое значение исследованию восходящих и нисходящих потоков воздуха, его плотности, а также движению воздушных масс з атмосфере. Стремясь восполнить существовавшие тогда в аэрологии проблемы, он сам решил подняться в воздух. В 1887 году им был совершен полет на аэростате. «Закон нормального распределения температуры в атмосферных слоях, — писал Менделеев, — следует изучить, узнать и понять, а без того наши метеорологические выводы останутся суждениями краба, ползающего по дну морскому и здесь решающего вопросы морских бурь и изменений». В 1875 году на заседании Физического общества Менделеев доложил о своем проекте нового «аэростата с замкнутым сосудом». Проект предусматривал устройство герметически закрытой кабины и аэростата. В такой кабине летящий наблюдатель, как указывал автор проекта, может безопасно для жизни вести измерения в атмосфере на любой высоте от поверхности земли, поскольку в кабине будут поддерживаться нормальные для организма температура и давление. Снаружи гондолы, по проекту Менделеева, должны были крепиться самопишущие приборы. Все показания этих приборов будут видны из гондолы. Для подъема в более высокие слои атмосферы Менделеев предлагал наполнять оболочку аэростата не светильным газом, как это делалось тогда, а водородом. Нетрудно узнать в проекте Менделеева прототип современного стратостата. Дмитрию Ивановичу Менделееву принадлежит идея пуска в верхние слои атмосферы шаров-зондов, или, как он их называл, небольших «аэростатов с приборами, которых запись может быть прочтена, если пущенный аэростат будет найден». Исследованию верхних слоев атмосферы он придавал огромное значение, указывая, что в слоях, отдаленных от Земли, нужно искать те места, где образуется большинство метеорологических явлений, наблюдаемых на земной поверхности. В начале XX века в Павловской обсерватории В. В. Кузнецов организовал регулярное наблюдение атмосферы с помощью воздушных змеев с прикрепленными к ним самопишущими приборами. Там же с целью исследования свободной атмосферы значительно раньше, в 60-х и начале 70-х годов прошлого года, производил свои полеты на аэростате метеоролог Михаил Александрович Рыкачев (1840—1919). В Павловской обсерватории были сконструированы и пущены в воздух первые шары-зонды: бумажные или резиновые шары, наполнен- 488
ные водородом. К ним цривешивалась коробка с самопишущими приборами. Аэрологи пользуются изобретенным советским ученым Л. А. Молчановым радиозондом — прибором, представляющим собой летающую метеорадиостанцию. Стрелки этого прибора следят за температурой, давлением, влажностью и, скользя по контактам, замыкают цепь электрического тока, посылая радибсигналы на Землю. На службу исследователей самых верхних слоев атмосферы теперь пришла ракета, высота ее подъема определяется сотнями километров. * * * Изучение взаимоотношений земли, атмосферы, действия солнечного тепда переросло в науку о климате — климатологию. Ценные исследования в этой области, как это признано мировым научным общественным мнением, были проведены и учеными России. Профессор Московского университета Михаил Федорович Спасский (1809—1859) трудами в области метеорологии значительно опередил науку своего времени. Научные труды Спасского «Критическое исследование о климате Москвы» (1847 г.) и «Об успехах метеорологии» (1851 г.) явились краеугольными камнями науки о климате. Только в 20-х годах нашего века получила признание идея Спасского о том, что атмосфера — это гигантская арена борьбы двух воздушных потоков — полярного и экваториального. Спасский всемерно стремился превратить метеорологию в точную науку. Он утверждал, что все атмосферные перемены можно объяснить с помощью физических законов и математически точно предсказывать погоду, оперируя формулами и уравнениями физики. Идея предвычисления погоды, провозвестником которой был Спасский, сейчас претворяется в жизнь советскими метеорологами. В своих книгах Спасский давал определение климата уже на основании выявленной им взаимосвязи происходящих в атмосфере явлений. Так от метеорологии отпочковался новый раздел, развившийся потом в науку климатологию. Основателем русской климатологии является знаменитый ученый Александр Иванович Воейков (1842—1916), о котором как о путешественнике говорилось в предыдущей главе. Перед нами лежит книга, выпущенная в 1884 году: «Климаты земного шара, в особенности России». В ней Воейков, обобщив данные своих предшественников и собственные исследования, создал учение о климате Земли, указав при этом пути развития климатологии на «последующее полустолетие». Эта книга, писал академик Л. С. Берг, есть .«плод ума, одаренного необычайной способностью схватить причинные связи явлений, ума чисто географического и необычайно разностороннего, изощренного как обширными путешествиями в разных частях света, так и изучением самой разнообразной литературы предмета». Первые страницы труда Воейкова показывают на взаимосвязь Земли и Солнца. Здесь он рассматривает климатологию как «приходо-расходную книгу» солнечного тепла, получаемого земным шаром с его воздушной и водной оболочками. 489
Вода, утверждал Воейков, которая занимает поверхность на земном шаре в несколько раз большую, чем суша, является аккумулятором тепла; вследствие своей подвижности вода переносит огромное количество тепла из одной местности в другую. А теплые течения существенным образом отражаются на температуре земной поверхности. Вода морей, озер и океанов служит прекрасным регулятором температуры, она смягчает резкие холода и умеряет жар. Ветер Воейков рассматривает как передаточный механизм тепла. С движением воздушных масс, указывает он, связаны атмосферное давление и осадки. Осадки и испарения тоже получили в трудах Воейкова объяснение как факторы, определяющие климат. Снег и лед, отмечает ученый, по-иному влияют на климат местности, чем вода. Снег отражает 85 процентов солнечных лучей, в то время как вода отражает всего лишь 5 процентов, то есть в 17 раз меньше. Солнечное тепло почти полностью идет на нагревание воды и совсем мало поглощается снегом. Снежный покров — своеобразное одеяло земли, защищающее ее от потерь тепла. Воейков подробно разбирает в своей книге влияние снега на температуру воздуха и на образование центров холода. Воейков создал учение о снежном покрове, за это его и назвали «отцом учения о снеге». Новое направление в метеорологии создал выдающийся советский ученый Борис Помпеевич Мультановский (1876—1938). Он положил начало долгосрочному прогнозу погоды. На основании тщательного изучения данных метеорологии он составлял прогнозы погоды на несколько месяцев вперед. Было установлено, что погода «передвигается» с запада на восток в соответствии с общей циркуляцией атмосферы. Мультановский своими работами доказал, что на это движение время от времени накладывается еще движение воздушных масс с севера. Погода для нашей страны, а также для Западной Европы, пишет он5 «делается» на севере. Там, на севере, время от времени происходит отрыв от массы холодного воздуха огромнейших воздушных «капель». Эти громадные «капли» холодного воздуха начинают потом передвигаться, и если мы знаем, по какому пути идет их движение, то можем предсказывать погоду в районах, над которыми проходит холодное течение. Эта теория Мультановского нашла блестящее подтверждение. Советские ученые поставили на службу долгосрочному прогнозу математику. Они рассматривают атмосферу как смесь газов, водяных паров и взвешенных в воздухе механических примесей. Передвижение этих веществ подчинено законам механики. Температурные же изменения в них зависят от законов термодинамики. Исходя из этого, ученые могут облекать закономерности поведения земной атмосферы в математические формулы. Ныне ученым, занимающимся прогнозами погоды, помогают электронно-вычислительные машины. Наука все глубже и глубже проникает в познание законов природы, управляющих жизнью суши, воды и воздуха.
НАУКА О ЖИЗНИ РУССКИЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКИ ДАРВИНА Развитию важнейших материалистических теорий в науке о жизни во многом способствовали передовые русские ученые. Мы знаем, как высмеивал Ломоносов тех «философов», которые в ответ на вопрос о происхождении мира упорно твердили: «бог так сотворил». Он считал, что все в природе изменяется, что явления и процессы ее протекают по естественным законам. Идея исторического развития природы выдвигалась многими и русскими и иностранными учеными. Великий английский ученый — создатель эволюционной теории — Чарлз Дарвин третьему изданию своей книги «Происхождение видов» предпослал очерк с именами своих предшественников. Здесь были названы имена К. Линнея, Ж- Бюффона, Л. Окена и других ученых западноевропейских стран, а также ученых России — академиков X. И. Пан- дера, К. М. Бэра, К. Ф. Вольфа и профессора Дерптского (ныне Тартуского) университета физиолога К. Ф. Бурдаха. Однако Дарвину не были известны труды таких наших ученых, как Афанасий Каверзнев, Александр Радищев, Иустин Дядьковский, Яков Кайданов, Павел Горянинов. Значение трудов Афанасия Каверзнева раскрыто недавно. Советский ученый профессор Б. Е. Райков нашел в одной из библиотек переведенное на русский язык немецкое сочинение об историческом развитии животных и о родственной связи низших форм с высшими, вплоть до человека. Книга эта называется «Философическое рассуждение о перерождении животных»; издана она очень давно, в 1778 году, но без указания фамилии автора. Исследователь, естественно, заинтересовался: кто же этот ученый, который еще в XVIII веке писал, что изменение живых организмов проис- 491
ходит под влиянием внешней среды? Кто так смело мог выступить в печати против господствовавших тогда в науке воззрений о постоянстве и неизменяемости видов? На титуле книги значилось лишь, что перевод с немецкого сделал учитель Смоленской семинарии Иван Морозов. Профессор Райков установил, что автором книги, вышедшей в 1778 году, был Афанасий Аввакумович Каверзнев. Каверзнев родился в Смоленске и закончил там семинарию. В 1771 году Петербургское вольное экономическое общество послало способного молодого человека в Германию для обучения пчеловодству. Затем ему разрешили поступить в Лейпцигский университет. В сентябре 1775 года Афанасий Каверзнев возвратился в Петербург и блестяще выдержал проверочный экзамен перед комиссией, состоявшей из академиков. В своей книге Каверзнев говорит, что виды животных непостоянны, они изменяются. Изменчивость животных он объяснял влиянием пищи, температуры и других условий существования. Рассматривая основные причины, вызывающие изменения организ- ма, Каверзнев останавливается на каждой из них. В отличие от пищи человека «пища животных, — читаем мы у Каверзнева, — однообразнее и совсем не обрабатывается, вследствие чего влияние ее сильнее» сказывается на изменении организма. Это влияние продолжает он, более заметно на тех животных, которые кормятся травами и различными плодами, чем на тех, которые питаются толькЬ мясом. Температурные влияния, имевшие место при перемене климата, как указывает Каверзнев, отражались главным образом на изменении внеш- Титульный лист книги них покровов животных. Поэтому, например, собаки жарких стран изданиееРЗНнТ' русском лишены шеРсти, а северные собаки покрыты густым теплым мехом. Тем языке. же объясняет он и разнообразие волосяного покрова у европейских и азиатских быков. Важным фактором изменчивости животных Каверзнев считал одомашнение. Разнообразие пород домашних животных по форме и размерам тела, густоте и окраске волосяного покрова и т. п. он объяснял переменой пищи, обстановки жизни животного, то есть тем же влиянием среды. Дикие животные, указывает Каверзнев, на которых не распространяется непосредственное влияние человека, не подвержены таким значительным изменениям. * * * В 1809 году была напечатана работа Александра Николаевича Радищева (1749—1802) «О человеке, о его смертности и бессмертии». Автор ее, славный предшественник декабристов и великих русских революционеров-демократов, написал эту книгу будучи в ссылке, в Илимском остроге. Радищев выступил в книге против идеалистических взглядов на происхождение живых существ. Радищев пишет, что органическая жизнь возникла из неорганической природы. На дальнейших ступенях историческое развитие живых существ шло от простейших растений до животных и человека. ФИЛОСОФИЧЕСКОЕ РАЗСУЖДЕН1Е о ЯЕРЕРОЖДЕН1И ЖИВОТНЫХЪ П*р»1ед*но сЪ НФмецкаго языка Смоленской Сеиитрм Н^мщкаго лайка УчителемЪ * ИЪАНОМЪ МОЮЗОВЫМЪ. Si plantarum aut immlMium, (mpius ui fit Dei«n*m thau** viti* ttllunt « aur* Siue emcnrfaUt cultu rntllon vHemui Ту «it propter** muun fimim credit AnU-Lucrrtim, Ubr. 7, vers t4t ttftqq ** *& *& - ■*» ВЪ САНКТПЕТЕрБУрГ* 1778 год» 492
«...От камени до человека, — пишет он, — явственна постепенность, благоговейного удивления достойная, явственна сия лествица веществ, древле уже познанная, на коей все роды оных един от другого стодь мало, кажется, различествуют, что единого другому собратным почесть можно с уверением; лествица, на коей гранит, рубин и адамант, железо, ртуть и злато суть единородны алою, тюльпану, кедру, дубу; где по чреде сии суть братия мотыльку, змие, орлу, жаворонку, овце, слону, человеку...» Радищев доказывает, что люди—-это «существа единою степенью на лествице творений от животных отстоящие»; что «усовершенствование достигать могут постепенно» все существа. «Мы не унижаем человека,— Александр Николаевич Радищев. пишет Радищев,— находя сходствен- ности в его сложении с другими тварями, показуя, что он в существенности следует одинаковым с ними законами». Радищев пытается выяснить зависимость организма от среды, в которой он живет, и высказывает мысль о наследовании приобретенных признаков. В своих философских трактатах А. Н. Радищев впервые выдвинул идею единства и взаимной связи душевных и телесных явлений. Он писал, что чувственность, как доказывают опыты, «есть свойство нервов». «Чувственность всегда с мысленностью совокупна, а сця свойственна мозгу и в нем имеет свое пребывание». Анализируя процесс мышления, он приходит к выводу: «То, что называют обыкновенно душою, то есть жизнь, чувственность и мысль, суть произведение вещества единого». Указывал Радищев и на то, что нельзя приписывать одушевленность телам неживым и неорганическим. «Мысль, — пишет он, — образуется только в телах органических», и она сосредоточена «в голове твоей, в мозгу: сему учит опыт ежечасный, ежемгновенный, всеобщий». Радищев признавал первичность материи и вторичность сознания, «...бытие вещей,—.писал он, — независимо от силы познания о них и существует по себе»». * * * Жителям Петербурга начала XIX века хорошо был известен талантливый врач профессор Медико-хирургической академии, доктор медицины Яков Кузьмич Кайданов (1779—1855). Однако только специалисты знали его как автора напечатанной в 1813 году книги под заглавием «Четвертичность, или четыре луча жизни». 493
Вверху показан ланцетник, и которого головного мозго нет Ниже — строение головного мозга миноги, акулы, лосося, крокодила, голубя, ощы и человека. В книге Кайданова был изложен взгляд на психическую деятельность человека как на высшее звене в развитии нервного процесса от самой простой его формы — раздражимости. Развивая учение немецкого ученого Окена об историческом развитии органического мира, автор пишет, что из хаоса возникло минеральное царство, из растительного — животное, а из животного — человек. Кайданов разбивает жизнь в природе на четыре связанные между собой формы: примитивную жизнь минерального мира, жизнь растительную, животную и человеческую. Рассматривая минеральный мир, Кайданов задает вопрос: неужели он так безжизнен, как это обычно представляют? И отвечает: в царстве минералов постоянно происходят изменения, связанные с химическими и физическими процессами. Растительная жизнь, по Кайданову, характеризуется раздражимостью, то есть способностью реагировать на внешние воздействия, и репродуктивностью — способностью организмов размножаться, расти и изменять форму. Животным же присуща еще чувствительность. В отличие от растений они способны ощущать и передвигаться. На еще более высокой ступени развития стоит человек. Обладая разумом, он стремится познать окружающую природу. Земля и ее тела, — пишет Кайданов, — существовали раньше, чем возник человеческий дух, то есть интеллект. Психика человека, — поясняет он, — есть продукт развития. Все в природе доступно науке, по крайней мере в виде гипотезы, то есть научно обоснованного предположения, значит, познаваем и человеческий дух. Для полного научного познания человека, включая его духовную деятельность, — заключает Кайданов, — необходимы эволюционный подход, изучение форм жизни и зачатков умственной деятельности у нижестоящих представителей природы. Кайданов указывал на необходимость соединить изучение физиологии с психологией. Такая наука, писал он, и «явится надежным основанием научной медицины». Равнодушие, с которым была встречена в научных кругах книга Кайданова, так подействовало на автора, что он больше не возвращался к широким биологическим проблемам, а ограничился специальными медицинскими темами. Учение об историческом развитии органического мира развивал и профессор Московского университета Михаил Александрович Максимович (1804—1873). В своих работах «О разнообразии и единстве вещества в природе», опубликованной в 1830 году, и «О степенях жизни и смерти», вышедшей в 1833 году, он говорил о единстве природы, а также о всеобщей взаимной связи природных тел и явлений. В природе, писал он, «виден ход от низшего- к высшему, совершеннейшему, от единства и простоты к сложности и многообразию». Особого внимания заслуживают его высказывания о происхождении и развитии живых организмов. Максимович выступал убежденным сторонником идеи развития органического мира из неорганического. Идея исторического развития живых организмов была поддержана и великими русскими мыслителями В. Г. Белинским и А. И. Герценом. 494
«Ни человечества, ни природы, — утверждал Герцен, — нельзя понять мимо исторического развития». Идейным преемником Кайдано- ва был крупный биолог-мыслитель профессор Медико-хирургической академии Павел Федорович Горяни- нов (1796—1865). П. Ф. Горянинов окончил Петербургскую медико-хирургическую академию с золотой медалью, после чего около тридцати лет занимал здесь должность профессора. В своих научных работах он широко использовал богатейшие материалы музеев Российской Академии наук, Медико-хирургической академии, Казанского университета, Горного института в Вильно, а так- Павел Федорович Горянинов. же коллекции Петербургского ботанического сада. Больше сорока печатных трудов по естествознанию и медицине составляют его научное наследство. В 1827 году в первом издании своей книги, названной «Начальные основания ботаники», Горянинов вслед за французскими учеными- естествоиспытателями Мирбелем и Дютроше высказывает взгляды о происхождении всех тканей и органов растительного организма из единой клеточной ткани. В 1834 году Горянинов напечатал другую книгу — «Первые очертания системы природы». В ней он говорит о клеточном строении всего органического мира, то есть и растений и животных, и делает из этого вывод об общности их происхождения. В своей третьей книге «Зоология», вышедшей в 1837 году, он пытается дать ответ на вопрос: как из неорганического вещества образовалось органическое. Представьте себе, что мы спускаемся по «лестнице» существ все ниже и ниже, в глубь первобытного мира. Перед нашими глазами раскрываются все более и более простые формы жизни. Наконец следы жизни исчезают где-то в мертвой природе. И вот здесь Горянинов указал пути перехода от неживого к живому, от неорганического вещества к органическому. «Не подлежит сомнению, — писал он, — что органические тела и даже неорганические, при способных к тому обстоятельствах, превращаются в существа». Первичное рождение, объясняет Горянинов, есть то, которым произошли все органические существа по окончательном образовании планеты в первый раз. В общеродительском элементе воды, пишет он в другом труде, при воздействии тепла, света, воздуха и каких-нибудь плотных тел возникает внутренняя порождающая сила и появляется слизь. Ее зерна, ску- 495
ченные вокруг первичного маленького пузырька, образуют ядро, или цитобласт. Это ядро способно развиваться в большее или клетку. Так возникают, как бы сами собой, * простейшие организованные тела. Они образуют клетки, которые различным образом будут размножаться и входить в разные соединения. Приведенная цитата убеждает нас также в том, что Горянинов вслед за К. Ф. Вольфом высказывал мысль о" существовании доклеточных, то есть более простых, форм жизни. Фридрих Энгельс, решая вопрос о происхождении жизни, объяснил переход вещества в существо как развитие неорганической материи, при соответствующих условиях, в органическую как образование вначале простых соединений углерода, эволюция которых привела к образованию белковых тел, способных к самым тонким, самым гибким, самым удивительным превращениям. Возникшие белковые комочки, по словам Энгельса, должны были обладать способностью питаться кислородом, углекислотой, аммиаком и некоторыми из солей, растворенных в воде. Это еще не была жизнь, но это был уже материал, пригодный для возникновения жизни. «Жизнь, — писал Энгельс, — это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка». Значительны заслуги Горянинова и в разработке эволюционного учения. «Эволюционное развитие, — пишет Горянинов, — состоит в восхождении природы от тел простых к сложным, от низших к высшим. Прогрессивная эволюция — характерное свойство природы». Следует подчеркнуть также, что многие ученые до Горянинова или не распространяли свои идеи исторического развития органического мира на человека, или обходили вопрос о возникновении живой материи из неорганической природы. Горянинов создал своеобразную схему, охватывающую всю природу в целом. Отдельные части своей схемы Горянинов разработал значительно полнее, чем это делали его предшественники. Особо важным в трудах Горянинова является учение о развитии растений. В то время, когда жил Горянинов, весь растительный мир строго делили на два «полуцарства»: растения семенные, то есть размножающиеся семенами, и растения споровые, размножающиеся спорами. Высказав в своей книге «Первые черты системы природы» (1834 г.) мысль о том, что хвойные растения произошли от плауновых, а саговые пальмы от папоротников (то есть растения семенные от растений споровых), Горянинов соединил эти два «полуцарства» в один мир растительных организмов. Вместе с Горяниновым в Медико-хирургической академии преподавал Э. И. Эйхвальд. Эдуард Иванович Эйхвальд (1795—1876) родился в городе Митава. Опубликованный им в Вильно в 1829 году труд «Специальная зоология» 496
содержит положения, характеризующие автора как эволюциониста, плодотворно развивавшего взгляды своих предшественников. «Первые зачатки животной жизни, — пишет Эйхвальд, — происходят из хаотической массы органической материи». Жизнь, указывает он, зародилась в первобытном океане. В результате постепенного изменения и развития живых организмов под влиянием условий внешней среды появились земноводные, затем птицы и млекопитающие. Мы уже писали о том, что в учении об историческом развитии животного мира Дарвин назвал своими предшественниками академиков X. И. Пандера и К. Ф. Вольфа. Глубокие эволюционные идеи высказывал академик Вольф. Каспар Фридрих Вольф (1733—1794), как отмечал Ф. Энгельс, «произвел в 1759 г. первое нападение на теорию постоянства видов, провозгласив учение об эволюции». Дальше мы увидим, что К. Ф. Вольф вошел в историю науки как один из первых ученых, показавших своими работами, что вещество, из которого состоят клетки живого организма, имеет зернистое строение. Академик Христиан Иванович Пандер (1794—1865) в своих трудах, опубликованных в 1821—1831 годах, рассматривал развитие живых организмов в неразрывной связи с окружающей средой. Главнейшим фактором изменения организмов Пандер считал пищу. Климат, по его мнению, также оказывает огромное влияние на изменчивость организмов. Крупным эволюционистом додарвиновского периода был профессор Московского университета Карл Францевич Рулье (1814—1858). Родился он в Нижнем Новгороде и девятнадцатилетним юношей окончил Московскую медико-хирургическую академию. В годы николаевской реакции, которую А. И. Герцен назвал «темной семилетней ночью», Рулье преподавал в Московском университете. С университетских кафедр пропагандировалась еще идеалистическая философия Шеллинга. Шеллинг отрицал значение опыта в познании природы и в выявлении ее закономерностей. Он считал, что мир может быть познан одним размышлением философа. И вот Рулье смело выступает с изложением материалистических взглядов на процессы, происходящие в природе. Рулье утверждал: «единственный источник научного знания есть опыт». В биологической науке Рулье был убежденным эволюционистом, указывавшим на огромную роль внешней среды в процессе изменчивости живых организмов. Именно эта среда, писал Рулье в своей книге «Жизнь животных по отношению к внешним условиям» (1851 г.), и заставляет организм животного приспособляться, изменяться и перерождаться. Рулье стал рассматривать изменчивость и наследственность не раздельно друг от друга, а как процесс одного и того же порядка. Каждый организм наследует от материнского устойчивость в своем строении. Но, кроме устойчивости, он обладает способностью изменяться 32 Рассказы 497
под влиянием внешней среды. В борьбе этих начал и происходит перерождение. Идея исторического развития живых организмов под влиянием внешней среды получила блестящее продолжение в трудах Рулье. В его исследованиях по-новому представилась и история вида, которую он рисует как историю непрерывной борьбы между наследственностью и свойством организма давать приспособительный ответ на изменения среды. Несмотря на трудности цензурного порядка, Рулье добивался опубликования своих работ. Он старался также использовать любую возможность, чтобы изложить эволюционные идеи в лекциях. Величайшей заслугой К. Ф. Рулье является и то, что он воспитал многих биологов-эволюционистов, среди которых были С. А. Усов, А. П. Богданов и Я. А. Борзенков. Оригинальное доказательство единства происхождения растений и животных дал профессор Петербургского университета Лев Семенович Ценковский (1822—1887). В 1856 году в своей докторской диссертации «О низших водорослях и инфузориях» он описал одноклеточные организмы, которые на определенной стадии своего развития бывают похожи на одноклеточных животных. Ценковский открыл, что слизевые грибы размножаются спорами, но оболочка у них лишена клетчатки и состоит из уплотненной протоплазмы. При прорастании споры оболочка разрывается и из нее выходит так называемая миксамеба. Миксамеба принимает пищу из окружающей среды, растет и размножается, словно одноклеточное животное. Слияние нескольких микс- амеб в одно тело напоминает оплодотворение. В результате появляется так называемый плазмодий, из которого развивается новое поколение слизевых грибов. Дальнейшее изучение низших форм растительного мира привело Ценковского к новым открытиям, подчеркивающим родство растительного и животного мира. Протоплазма низших грибов, дробянок, окружена оболочкой. В сухой среде такая оболочка приобретает вид корочки, во влажной же она становится студенистой, и тогда протоплазма клетки вытягивается в жгутики и реснички, с помощью которых клетка передвигается в жидкости, как инфузория. Эти клетки размножаются делением, образуя новые клетки в виде нитей или комков. Таким образом, выяснилось, что низшие растения очень близки к низшим животным, а это позволяет предположить, что они произошли от общих предков. Дробянки принадлежат к самым мелким клеточным организмам. Способность их к размножению необычайна. За восемь часов из одной клетки может развиться 16-миллионное потомство! Дробянки могут проникать в кровь через малейший порез, укол, через дыхательные органы. Температура крови человека и животных наиболее благоприятна для их размножения, а кровяные клетки представляют для дробянок хорошую питательную среду. Таков путь некоторых заболеваний человека и животных, указывал Ценковский. 498
Ценковский был убежденным эволюционистом. Еще до выхода «Происхождения видов» Дарвина он излагал в лекциях свои взгляды на развитие живой природы. Другой наш ученый, Марцелл Вильгельмович Ненцкий (1847—1901), уже после опубликования Дарвином своего/Гениального труда указал на родство растительного и животного мира, исходя из сопоставления строения хлорофилла растений и гемоглобина в крови животных. Как известно, молекулы хлорофилла и гемоглобина имеют одинаковый скелет из четырех ядер органического вещества пирола, так называемого тетрапирола («тетра» — по-гречески четыре). Только в хлорофилле тет- рапирсл связан с атомом магния, а в гемоглобине — с атомом железа. От магния зависит зеленый цвет листьев, а от железа — красный цвет крови. Дальнейшее развитие науки показало правильность взглядов М. В. Ненцкого на единство растительного и животного мира. В настоящее время уже можно проследить эволюцию пирола — основы молекул хлорофилла и гемоглобина. Найдены бактерии, у которых красящее вещество содержит молекулу из трех ядер пирола (трипирол). В историческом развитии организмов у железопирольной молекулы возникают связи с несложными азотистыми веществами. Такое соединение легло в основу клеточных дыхательных пигментов, так называемых ци- тохромов, которые найдены сейчас почти во всех клетках как у одноклеточных, так и у многоклеточных организмов. Открытие этих дыхательных пигментов принадлежит советскому ученому В. И. Палладину. ИССЛЕДОВАТЕЛИ БЫЛОЙ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ Ученые давно уже пытались читать историю жизни по «записям» в земной коре. Земные слои, словно листы гигантской книги, сохранили в себе и следы геологических переворотов и остатки прежней жизни: окаменелости, отпечатки животных на камне. Об этом писал еще Ломоносов, указывая, как надо расшифровывать старинные «иероглифы» в «книге природы». В те времена геология — наука о земле —и палеонтология — наука о вымерших животных — только еще зарождались. Кости, раковины и другие находимые в земле остатки давно существовавших организмов иногда рассматривались как «игрушки» природы, созданные ею из камня. Ломоносов с помощью химического анализа доказал, что состав раковин одинаков и у ископаемых и у ныне живущих организмов. Сторонники теории «игры природы» названы были им «писателями из черни ученого общества». Исследуя ископаемые кости животных, Ломоносов дал не только правильное объяснение происхождению окаменелостей, но и указал, что они принадлежат к определенным эпохам истории Земли. Замечательными палеонтологическими работами прославил отечественную науку К. Ф. Рулье. Изучая ископаемые скелеты, он рассматривал каждое животное как промежуточное звено в общей цепи эволюционного развития организмов. 32* 499
В еле уловимых признаках он обнаружил родство целых групп животных. Так, например, «утробная кость» крылоящериц, принадлежащих к группе рептилий, позволила Рулье связать эту группу с группой сумчатых млекопитающих. Рептилии им рассматриваются как группа животных, развивающихся из предшествующей группы ла- биринтодонтов. В панцирных рыбах он находит признаки, роднящие их с цре- смыкающимися и пресноводными животными. Таким образом, Рулье применил эволюционный метод к рассмотрению скелетов ископаемых животных. Огромный вклад в палеонтдлогиче- скую науку внес другой наш ученый, Владимир Онуфриевич Ковалевский (1842—1883). Он доказал правильность эволю- Владимир Онуфриевич Ковалевский, ционной теории именно на материале палеонтологии. И это в то время, когда, по его словам, «почти все чистые палеонтологи очень единодушно заявили свой протест» против теории Дарвина. Эволюционная теория все больше и больше требовала, чтобы ученые обращались к ископаемым костям животных, но в палеонтологических данных «они, — как пишет Ковалевский, — находили только основательные работы Кювье и затем почти негодный для употребления материал, накопленный последующим поколением». Непригодность этого' материала для развития эволюционной теории, поясняет дальше Ковалевский, заключается в том, что «число вновь открытых форм умножилось, умножились их имена, но о точном изучении скелета не думали». А точное изучение скелета требовалось для установления преемственности форм, для установления изменений, вызванных изменениями образа жизни. По-новому подошел к изучению ископаемых костей животных русский ученый. Ископаемое животное он изучает не как окаменелый скелет, а как существо двигавшееся, питавшееся и т. д. На скелете он обнаруживает биологический смысл каждого сочленения костей, каждого бугорка, показывает их особое значение для приспособительных функций животного. Он как бы мысленно оживляет животное и рассматривает его в общей цепи исторического развития организмов. В своем труде Ковалевский показал, например, как шло развитие конечностей от древнейших животных до современных представителей животного мира. На основании данных, полученных при раскопках, Ковалевский раскрыл, как предки лошадей переходили от пальцехождения к стопо- хождению в процессе эволюции и как изменение образа жизни в степи привело к образованию однокопытной (однопалой) конечности из многокопытной (трех-, четырехпалой). 500
Это могло произойти, например, когда животное приспособлялось к передвижению по каменистой почве, требующей от стопы большей твердости и меньшей площади опоры. В новых условиях, как показал Ковалевский, у животного усиленно развивались и утолщались средние — третий и четвертый — пальцы ноги. А боковые пальцы постепенно укорачивались, утончались и в конце концов почти совсем исчезли. В. О. Ковалевский был признан одним из основоположников эволюционной палеонтологии. Другой русский ученый-эволюционист А. Н. Северцов (1866—1936) установил, что безногие ящерицы произошли от коротконогих ящерице- подобных предков, ноги у которых были расставлены широко, что обеспечивало им возможность быстро передвигаться по песчаной местности. Когда вместо песка под ногами ящериц оказалась высохшая и потрескавшаяся почва или земля с густой травянистой растительностью, то широко расставленные лапы стали тормозить передвижение. С течением времени они делались все короче и короче, пока не превратились в еле заметные и совершенно ненужные при ползании отростки. Исчезновение органов, писал Северцов, может происходить в двух случаях: во-первых, когда животное переходит в новую среду, в которой данный орган перестает быть нужным ему; во-вторых, когда функция данного органа замещается функцией какой-либо его части или функцией какого-либо другого органа. В. О. Ковалевский и А. Н. Северцов рассматривали эволюцию как приспособительный процесс — процесс, в котором все органы и части тела животных претерпевают изменения под влиянием меняющихся условий среды. Много нового внес в палеонтологическую науку Владимир Прохорович Амалицкий (1860—1917), воспитанник Петербургского университета, ученик знаменитого почвоведа В. В. Докучаева. Он занимался исследованием материковых пластов. На протяжении разных геологических эпох по-разному выглядела поверхность нашей планеты. Там, где давно уже существует суша, некогда текли реки или были озера, плескались морские волны. Нередко, особенно в засуху, животные в поисках воды попадали на топкие места, в трясину, которая, хороня животных, сберегала потом их скелеты в течение многих тысячелетий. Здесь, словно в своеобразных музеях, сохранились остатки древней жизни. Только найти такие «музеи» необычайно трудно: слишком сильно изменилась с тех давних пор поверхность земли. Когда В. П. Амалицкий взялся за поиски материковых жителей далекого прошлого, в науке считали, что континентальные породы не представляют* интереса для исследователя. Русский ученый коренным образом изменил это мнение. В родной стране, в глинах и песчаниках Окско-Волжского бассейна, он обнаружил остатки пресноводных моллюсков. При дальнейших изысканиях Амалицкий нашел в материковых породах кости животных и отпечатки растений, живших в каменноугольном периоде. 501
Изучение находок дало ему повод утверждать, что растительный и животный мир каменноугольной эпохи был одинаков и для Европы и для Северной Африки. Следующая геологическая эпоха, пермская, как показывает Ама- лицкий, характеризуется иной и растительной и животной жизнью, распространенной в то время на северо-востоке России и на пространстве земель, соответствующих Южной Америке, югу Африки (Карроо), Австралии и Индии (Гондване). Перед наукой стал вопрос: чем объяснить сходство растительной и животной жизни пермской эпохи в различных широтах, в северных и южных областях материковой суши? Решая этот вопрос о тождестве некогда существовавшей жизни на территории Европейской части России, Австралии, Африки, Индии, Ама- лицкий совершил поездку за границу, где в музеях изучал ископаемые остатки животных. Многие ученые отвергали возможность существования когда-либо одинаковой жизни на столь различных по климату северном и южном полушариях земного шара. Они не разделяли взгляда Амалицкого. Однако накапливавшиеся данные раскопок все более и более убеждали русского исследователя в его правоте. Он предпринимает новые и новые поиски, дробя твердые породы на месте раскопок и выискивая на них отпечатки прежней жизни. По словам ученого, им было столько перебито камней, что полученного щебня хватило бы на замощение многокилометрового участка шоссейной дороги. И вот на реке Сухоне и на слиянии рек Юга и Северной Двины ученый нашел отпечатки листьев и костей и отпечатки целых организмов, родственных южноафриканским растениям и животным. А на реке Оке, при впадении ее в Волгу, Амалицкий обнаружил зубы, позвонки и обломки черепов звероподобных пресмыкающихся — дицинодонтов: остатки этих животных находили раньше только в Южной Африке. Возле города Котлас, как и на Сухоне, Амалицкий снова нашел отпечатки растений — глосооптерисотов, тождественных с южноафриканскими, а также челюсти и зубы травоядных пресмыкающихся — парейазавров, обнаруженных до этого лишь в Южной Африке. Научные выводы Амалицкого о сходстве прошлого северного и южного полушарий земного шара, сделанные им на основе северодвинских раскопок, — одни из замечательных в истории науки. Как найти связь между позвоночными и беспозвоночными животными? Напрасно было бы искать переходные формы первобытных животных среди окаменелостей: не обладая скелетом, эти живые существа не оставили следов в дневнике Земли. Они стали известны только благодаря открытиям Александра Онуф- риевича Ковалевского', брата знаменитого палеонтолога В. О. Ковалевского. А. О. Ковалевский нашел признаки переходных форм среди современных животных, еще не утративших сходства со своими древнейшими Простейшие растения под микроскопом. 502
предками. Он изучал ланцетника. Одни причисляли это весьма малое существо к рыбам, другие принимали его за моллюска. Ковалевский установил, что кишечная полость ланцетника развивается как у беспозвоночных, а нервная система — как у позвоночных. Ланцетник оказался живой переходной формой между этими животными. Изучая беспозвоночных, Ковалевский построил теорию их развития. Согласно этой теории при переходе от одиночной клетки к клеточным сообществам произошло и первое «разделение труда» в таких сообществах. Такое существо имело форму бокала с двойными стенками. Внутренняя поверхность- этого бокала образовала кишечную ПОЛОСТЬ — Александр Онуфриевич Ковалевский. гаструлу (от греческого слова «га- стер» — желудок), наружная стала выполнять функции защиты и передвижения. В дальнейшем, по теории Ковалевского, наружные клетки образовали железы, нервную систему и органы чувств. Клетки кишечной полости развивались в пищеварительные органы, а срединные клетки, появившиеся позднее, образовали мускулы, сердце, кости и соединительную ткань. Многие ученые выступили против этой теории. Однако, как писал известный английский ученый . Э. Рей-Ланкестер, «Ковалевский своими исследованиями заставил всех научных соперников и противников преклонить перед ним колени». Продолжая отыскивать новые переходные формы между позвоноч* ными и беспозвоночными, А. О. Ковалевский занялся изучением асцидий (от греческого слова «асцидион» — мешочек, сумочка) и сделал новое замечательное открытие. Асцидия — видоизменение червя, приспособившееся к неподвижной жизни. Червь этот и раньше привлекал внимание исследователей своим интересным строением. Его тело состоит из колец, каждое кольцо снабжено своей пищеварительной, сосудистой, нервной и половой системами. У многих червей кольца имеют самостоятельные органы дыхания и движения, а некоторые кольца даже органы чувств—щупальца и пару малоразвитых глаз. Только рот и главное нервное кольцо остаются в подчинении головы, занятой добыванием пищи, а принимает и перерабатывает пищу каждое кольцо в отдельности. В асцидий природа соединила целые клеточные колонии. Развитие асцидий идет интересным путем. После деления яйца вырастает личинка в виде многоклеточного бокала. У личинки появляется потом длинный хвост, и она свободно плавает в воде. Этот крохотный «головастик» совершенно не похож на неподвижную и бесхвостую асци- дию. Но самое замечательное заключается в том, что в строении личинки обнаруживается новая особенность, которой не имеют ни черви, 503
ни асцидии: в спине над кишечником развивается мозговая трубка, от которой к хвосту идет опорное образование — позвоночный столб. Характерно, что у зародыша высших позвоночных, вплоть до человека, позвоночный столб развивается подобным же образом. Глядя на личинку асцидии, наблюдатель остается в полной уверенности, что перед ним будущее позвоночное. Но как только личинка асцидии достигает определенного возраста, происходит совершенно неожиданное явление: она опускается на дно, сбрасывает хвост и прикрепляется к камню, приспособляясь таким образом к дальнейшему «сидячему» образу жизни. Вместе с хвостом она теряет и «позвоночный столб». Когда Ковалевский опубликовал свое открытие, оно многим показалось невероятным и считалось ошибкой ученого. Но Ковалевский был прав. Оценивая упомянутый труд ученого, посвященный развитию асцидии, Чарлз Дарвин назвал исследования Ковалевского «открытием величайшей важности»; «... мы, — писал Дарвин, — наконец получили ключ к источнику, откуда произошли позвоночные». МИР МАЛЫХ СУЩЕСТВ Земля, воздух, вода в изобилии населены множеством микроскопически малых существ. Среди них есть и мельчайшие растения, лишенные зеленой окраски, — это бактерии и грибки и простейшие животное: инфузории, жгутиковые и другие. Наука об этих малых существах является важнейшим разделом естествознания. Микробиология тесно связана с медицинской наукой и сельским хозяйством. Она помогает в.борьбе со многими болезнями. Она же объясняет и многочисленные микробиологические процессы, происходящие в почве. В 1775 году русский лекарь Мартын Матвеевич Тереховский (1740—1796), уроженец города Гадяч под Полтавой, представил на рассмотрение общества изыскателей природы Страсбургского университета свою диссертацию. Он ставил задачу изучить анималькулей, так назывались в то время обитатели болотной воды — инфузории и другие микроскопические животные. Многие ученые, пишет Тереховский в диссертации, спорили «о природе и зарождении анималькулей, спор не решен и поныне». Работа Тереховского, за которую ему в 1775 году присвоена степень доктора медицины, представляет собой попытку разрешить этот спор. «Живые ли это существа, анималькули?» — задает себе вопрос Тереховский. И отвечает на него положительно результатами своих опытов. Он исследует их под микроскопом, наблюдает движение на экране и приходит к заключению, что движутся анималькули «вследствие какой- то внутренней силы, свойственной им». И он переходит от наблюдения к опыту: проверяет действие электрических разрядов на микроорганизмы и сопоставляет его с воздействием электрических разрядов на маленьких рыбок. 504
Тереховский исследовал, как микроорганизмы реагируют на яды и химические вещества: опий, сулему, серную и азотную кислоты, щелочи, спирты. Он установил предельную температуру, за которой наступает гибель микроорганизмов. В результате проведенных многочисленных опытов Тереховский делает окончательный вывод: анималькули — живые существа. Как и все живое, указывает Тереховский, анималькули требуют также и воздуха для дыхания. Они задыхаются под колпаком, откуда воздух выкачан. Они гибнут от примеси к воздуху серных паров и даже запаха камфоры. Имя Тереховского было широко известно. Он был профессором анатомии, ботаники и фармации в Петербургском сухопутном госпитале и директором Ботанического сада. М. М. Тереховский — первый русский ученый, подробно изучавший жизнедеятельность микроорганизмов опытами и наблюдениями. Другой русский ученый, Сергей Николаевич Виноградский, раскрыв роль микроорганизмов в кругообороте азота, заложил тем самым основы так называемой почвенной микробиологии. Своими опытами он доказал, что одни бактерии, разрушая белковые вещества, переводят их в соли азотистой кислоты, другие превращают эти соли в селитру, то есть ь пищу растений, и атомы азота снова могут начать свое путешествие по растительному и животному организму. С. Н. Виноградский не только раскрыл участие микроорганизмов в кругообороте азота, но и показал, как открытые им бактерии, селясь в мельчайших трещинах камней, могут дать начало образованию азотной кислоты, способствующей разрушению горных пород. Возможно, что эти бактерии в какой-то период жизни Земли были теми «тружениками», которые готовили на нашей планете почву для растений. Виноградским была показана роль микроорганизмов и в кругообороте железа в природе. На дне многих исчезнувших ныне водоемов находятся богатейшие залежи железа, накопленные здесь в течение тысячелетий бесчисленными колониями микроорганизмов. Если посмотреть на руду под микроскопом, то мы увидим чтб-то вроде войлока из бурых нитей. Эти нити представляют собой микроскопические трубочки — доми- мы^Тктерий — ки железобактерий. Вода, проникая внутрь трубочек, при- одноклеточных носила с собой растворенные соединения железа и кисло- микроорга- род. В результате жизнедеятельности бактерий железо низмов: ша-^ окислялось и откладывалось на внутренних стенках сту- ^kku^I^u 2); денистых трубочек; погибающие бактерии устилали дно в виде длинных водоемов толстым слоем ценной руды. палочек — ба- Изучение микроорганизмов сильно затруднено тем, циллы (3, 4 и что количество их в объеме одной капли огромно, оно гнутые— "eti- обозначается шести-семизначной цифрой. Казалось, не- брионы (6); с возможно разделить микробы по видам, но Виноградский большими и указал, как это сделать. Его метод заключается в том, что правильными для изучаемых микроорганизмов создаются такие уело- ^ириллм" (7 вия внешней среды, в которых они могут проявить свою и 8). 505
деятельность, при этом развитие других видов микроорганизмов задерживается или подавляется вовсе. Метод Виноградского получил признание во всем мире, им до сих пор пользуются для выделения бактерий в чистом виде. Работы Виноградского заложили основы изучения процессов, протекающих под влиянием нитрифицирующих бактерий, то есть бактерий, обогащающих почву соединениями азота, усвояемыми растениями. Он доказал, что эти процессы идут в две стадии. На одной стадии процесса действуют одни микроорганизмы, на другой — другие. Таким образом, дано было совершенно новое научное объяснение микробиологическим процессам в почве, благодаря чему стало возможным управлять этими процессами. Когда Виноградский на основании своих исследований установил, что бактерии являются бесхлорофильными растительными организмами, открытие это удивило научный мир. Оказалось, что есть мельчайшие существа, которые живут не за счет энергии солнечных лучей, а за счет химической энергии. Открытие микроорганизмов, которые живут и развиваются только при наличии неорганических веществ, имело большую научную ценность. Оно помогло изучить процесс элементарной жизни, примерно такой, какой она была во времена, когда на нашей планете не существовало еще растений. * * * Основоположником отечественной школы микробиологов является уже известный читателю ученый-эволюционист Л. С. Ценковский, Он открыл около 50 новых, неизвестных науке микроорганизмов. Своими исследованиями Л. С. Ценковский раскрыл роль микроорганизмов в процессах брожения, гниения, тления и тем самым подвел под эти процессы на многих производствах научную базу. Его труды не только помогли производственникам избавиться от ряда случайностей, но и показали, как влиять в лучшую сторону на процессы, протекающие с участием микроорганизмов. Ценковский разработал методы приготовления вакцин против сибирской язвы и произвел массовые прививки овцам против этой болезни. Большую помощь русский микробиолог оказал сахарной промышленности. Бедствием свеклосахарного производства во всем мире было появление слизи, под названием «клек», на сахарной жидкости. Природу этой слизи установил Ценковский. Он доказал, что «клек» образуется бактериями, оболочка которых набухает и ослизняется, в результате чего клетки бактерий склеиваются. Были найдены и средства борьбы с этим злом. * * * От берегов Черного моря до Камчатки в нашей стране тянутся мощные подземные «цистерны», в которых хранятся миллиарды кубических метров газа. Возле Баку, на горе Аташка, и сейчас стоит только вырыть небольшую ямку в земле, как из нее пойдет горючий газ. Если его зажечь, он 506
может гореть годами, так как в этом месте газ просачивается из-под земли, словно там его непрерывно вырабатывают. На территории Советского Союза открыто несколько тысяч таких подземных «газовых заводов». Тайну образования газов под землей раскрыл ученик Вино- градского Василий Леонидович Омелянский (1867—1928). Изучая разложение растений, он обнаружил два вида бактерий: одни вызывают метановое брожение, а другие—водородное. Работами Омелянского было доказано, что образование скопления горючих газов связано в значительной степени с жизнедеятельностью этих микроорганизмов. В своих работах Омелянский подметил особенную чувствительность бактерий к наличию иногда самых незначительных количеств какого- либо постороннего вещества, способного задерживать их развитие. Теперь его открытие используется в промышленности. Важное практическое значение имеют работы Омелянского по раскрытию микробиологического процесса отделения волокон льна от ненужной оболочки стебля. * * * Воздушный океан, окружающий нашу планету, почти на четыре пятых состоит из газообразного азота. На дне этого океана сосредоточена вся животная и растительная жизнь, требующая азотистого питания; однако, живя среди азота, ни человек, ни растение не могут непосредственно усвоить из окружающей среды ни одной его молекулы. Михаил Степанович Воронин (1838—1903) обнаружил в клубнях бобовых растений таких бактерий, которые при жизни связывают атомы атмосферного азота, аккумулируя их в своих тельцах, а после смерти вознаграждают растение азотом в виде растворимых солей. Каждый куст бобового растения, на корнях которого селятся колонии этих бактерий, — своего рода миниатюрный завод по улавливанию атмосферного азота. За счет азотистого удобрения, выработанного бактериями, сельское хозяйство во всем мире ныне получает дополнительные урожаи. Плодотворно развил микробиологию советский ученый Борис Лаврентьевич Исаченко (1871—1948). Он раскрыл роль микроорганизмов, обитающих в водных бассейнах. В казавшемся ранее безжизненном Северном Ледовитом океане академик Б. Л. Исаченко обнаружил богатую жизнь. Исследуя полярные воды, он нашел, что микробиологическое население морей в своей деятельности связано с общим кругооборотом химических элементов в природе. По значимости и полноте эти исследования Б. Л. Исаченко являются очень ценными. Мощные залежи черного ила в наших одесских лиманах и некоторых соляных озерах обладают целебными свойствами и широко используются медициной. Лечебная грязь была известна очень давно, но научное объяснение ее происхождения дал впервые Исаченко. Он нашел в ней микроорганизмы, в результате жизнедеятельности которых лечебная грязь образуется. После работ Исаченко открылась возможность с помощью этих микробов вырабатывать лечебную грязь искусственным путем. То, что 507
требовало в природе тысячелетий, может осуществляться сейчас за несколько лет! Академик Исаченко дал объяснение еще одному сложному явлению. Известны многочисленные случаи саморазогревания и даже самовозгорания различных веществ растительного* происхождения — зерна, фрезерного торфа и других — при хранении их в больших количествах. Исаченко блестяще доказал, что саморазогревание и самовозгорание происходят также в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Долго оставалась неразгаданной одна из тайн Черного моря. Лишь в верхних слоях его есть жизнь. Ниже 150 метров от поверхности все безжизненно и мертво. Газ сероводород, которым насыщены глубинные слои черноморской воды, губителен для живых организмов. Как же накопилось такое большое количество сероводорода в морской воде? Исследованиями экспедиции русского геолога и палеонтолога Н. И. Андрусова было доказано, что сероводород образовался в *море в результате жизнедеятельности микробов. А как известно, сероводородная вода Сочи-Мацестинского курорта славится своими лечебными свойствами. Теперь, когда выяснены условия ее образования, становится возможным получить такую лечебную воду искусственным путем или ускорить процесс образования ее в тех местах, где он слабо выражен. Так, Славянские озера в Донбассе могут быть превращены в новый источник сероводородной воды для лечебных целей. * * * Велики заслуги отечественной науки в исследовании мельчайших микроорганизмов — вирусов. В 1886 году русский микробиолог Н. Ф. Гамалея опубликовал в журнале «Русская медицина» результаты проведенных им исследований чумы рогатого скота. Стремясь найти в крови больных животных болезнетворные бактерии, Гамалея пропускал эту кровь через фильтр, задерживающий бактерии. Однако на фильтре бактерий не обнаружилось. Профильтрованная кровь сохраняла способность заражать животных чумой. Вскоре аналогичное открытие было сделано и в другой области биологии. 14 февраля 1892 года в Петербурге состоялось специальное заседание Российской Академии наук, на котором русский' ученый Дмитрий Иосифович Ивановский (1864—1920) выступил с докладом о болезни табака. Ивановский искал микроб, вызывающий мозаичную болезнь табака, в соке больных растений. Для этого он, так же как и Гамалея, профильтровывал сок через лучшие фильтры, которые могли бы задержать бактерии. Однако сок все-таки оставался опасным для растений. Величина бактерий была, видимо, значительно меньше пор фильтра, и они фильтровались вместе с соком. Оставалось предположить существование новых мельчайших бактерий. Их назвали фильтрующимися вирусами («вирус» — по-латыни яд). 508
Так был открыт новый невидимый враг человека, растений, животных. Оспа и бешенство — это вирусные болезни. Смертельным ураганом пронесся в 1918—1920 годах по земному шару грипп. Он унес около 20 миллионов человеческих жизней, что в три раза превысило потери за годы первой мировой войны. Грипп также вирусная болезнь. В своих опытах Д. И. Ивановский впервые наблюдал размножение вирусов на искусственной питательной среде. В связи с этим он пришел к выводу, что вирус мозаичной болезни табака «способен жить и размножаться в искусственных Дмитрий Иосифович Ивановский. питательных средах». В трудах наших ученых наука о микроорганизмах получила широкое развитие. Эта наука поставлена сейчас на службу и промышленности, и здравоохранению, и земледелию. ПОБЕДИТЕЛИ БОЛЕЗНЕЙ Для лучших людей отечественной медицинской науки, так же как и для естествоиспытателей, характерна материалистическая направленность. Центром развития отечественной медицины во второй половине XVIII века был Московский университет, открытый по настоянию М. В. Ломоносова в 1755 году. В те времена жизненные процессы объяснялись действием особой «'жизненной силы». Ученых, придерживавшихся подобных взглядов, так и называли виталистами (по-латыни слово «вита» означает жизнь). Передовые русские врачи не мирились с таким идеалистическим объяснением. Вот что писал из-за границы в 1803 году тогда еще молодой русский врач М. Я. Мудров: «Ослепившись блеском высокопарных умствований, рожденных в недрах идеальной философии, молодые врачи ищут и«ые причины болезней в строении вселенной и не хотят сойти с эмпирических высот безвещественного мира, не видят того, что пред их глазами и что подвержено прямому здравому смыслу. Так и в патологии, вместо того чтобы из повреждения строения объяснить болезнь, что не совсем легко, им кажется удобнее искать умственных причин, отвлеченных от материи формы». М. Я. Мудров (1776—1831) весьма критически воспринимал взгляды на природу некоторых болезней. Он не поддавался доводам идеалистической теории, искавшей причины болезней в «высотах безвещественного мира». 509
Титульный лист книги М. Мудрова. С Л О В О О поли* н прщмтааЬ ютнон Гниет, им глукн сохранять sq/patk юеннослухащ/иЛ В* ТОГЖЕСТВЕННОМЪ С01РАЯ1И ИМПЕРАТОРСКЛГО МОСКОВСКЛГО УНИВЕРСИТЕТА 1»ла 3 *** '••» •»*"- Мницкит дмлмрм* Oimt* Tepmai» - вФгшнг» Мгтштл. Пр+«пр»*ъ П}1 С. О. y*H$<pcmm<Jncf» ллл П»тштцг*% luioiiu « **•<•<«»«•««• Л-»л«т7»* »/•«»» (Maitufe UHniUTOtCKJTO Иглг»|/1г«««л»4 Htm/p». а Мытят филогеях» Отлчнтяямлт» ЧлгнфмУ, Амсхгмс* 4mm%ttu»t» « Г<лчтнп"схяс, Л/""Я"«« Свммам, 09**"'» ><«4"'" Мяш,гФмф„ n Otxitcm»» Ал*лгмяч(сыц Мвуш» т ■*l*»ta» Мгд*а*«а* Матвей Яковлевич Мудрое. Русский врач указывал, что нужно лечить не какие-то отвлеченные болезни, которые многие врачи того времени считали чем-то существующим независимо от человека, а лечить самого больного. Индивидуальные особенности человека могут менять течение болезни. В 1820 году Мудров издает «Слово о способе учить и учиться медицине практической, или деятельному врачебному искусству при постелях больных». Написанное свыше 130 лет назад «Слово» не потеряло научной ценности и в наши дни. Здесь Мудров развивает свою идею о необходимости детального исследования больного для успешного его лечения. «Познание болезни, — пишет он, — есть половина лечения». Он указывает на обязательность тщательного расспроса о болезни и говорит, каким образом производить разностороннее изучение больного. Все полученные данные Мудров рекомендует записывать в историю болезни, «дабы в описании... можно видеть завоевание, сделанное болезнью..'.». И можно решать, «какую с нею вести войну, наступательную или оборонительную». Такому ведению истории болезни Мудров придавал исключительное значение. Схема исследования больных, разработанная им, легла потом в основу плана расспроса больного, созданного знаменитым русским врачом Г. А. Захарьиным. Большую роль отводил Мудров психическому воздействию на больного. «...Есть и душевные лекарства, которые врачуют тело,—писал он.— Они почерпаются из науки мудрости, чаще из психологии. Сим искусством печального утешишь, сердитого умягчишь, нетерпеливого успокоишь, бешеного остановишь, дерзкого испугаешь, робкого сделаешь смелым, скрытного откровенным, отчаянного благонадежным. Сим искусством сообщается больным та твердость духа, которая побеждает телесные болезни, тоску, метание и которая самые болезни, например нервические, иногда покоряет воле больного». Четко представляя лечебную роль психического воздействия, значение которого далеко еще не все врачи понимали, русский врач внедрял его в практику. Матвей Яковлевич Мудров — основоположник русской клинической терапии, то есть той части медицины, которая занимается лечением внутренних болезней. С его именем связано и зарождение отечественной военной гигиены. Преподавая курс гигиены в университете, он первый составил по этому предмету самостоятельное руководство с учетом особенностей русской армии. В 1809 году на торжественном университетском собра- 510
нии он прочитал для студентов и врачей специальную лекцию «Слово о пользе и предметах военной гигиены, или науки сохранять здравие военнослужащих». Мудров говорил о необходимости закалять организм, ибо тогда он хорошо сопротивляется различным болезням. Широко рекомендовал Мудров физические методы лечения: массаж, движение, а также водолечение — бани, ванны, простые или лекарственные, обмывание тела водой, уксусом. Основным же условием поддержания здоровья он считал труд; это, говорил Мудров, «первый рецепт для здравия роду человеческому». Мудров читал на медицинском факультете курс военной гигиены и лечения болезней, «в лагерях и госпиталях наиболее бывающих», показывал студентам «делоручие (хирургию. — Ред.) повреждений, на поле бранном наносимых». Своих студентов — будущих армейских хирургов — он обучал также операциям и перевязкам, управлению госпиталями и военно-санитарной практике. Теория и практика были у него неразделимы. Известна его большая врачебная деятельность. Современники считали его «первым медицинским светилом в Москве». Умер Мудров в 1831 году от холеры в Петербурге, куда он приехал из Москвы для борьбы с эпидемией. Его труды оценены по достоинству и потомками. КРАТКОЕ НАСТАБЛЕН1Е Н СПОСОВЪ КАКЬ ПРЕДОХРАНЯТЬ СЕБЛ ОТЬ ОНОЙ , КАК* ИЭЛЧИ* ВАТЬ ЕВ Н КАКЪ ОСТАНАВЛИВАТЬ fttCnPOCTPAHEHIB ОНОЙ. Доктора Медицины, Профессора ТераШи И Камням , Директор! Клиничемаго Ий- слштута при ИМЛЕРАТОРСКОМЪ Московском Уимясрсшпепъ, Сташсхаг* Со- ппшика ■ Кааалер» Мдтехя МуДюва- НОВОБ ДОПОАВЕННОБ ИЗ ДЛИ IE И О С К В А Вг Университетской Типогрл»1и. 18 3 1 Титульный лист книги М. Мудрова о холере. * * Погибшего в борьбе с холерной эпидемией Мудрова заменил на кафедре Московского университета Иустин Евдокимович Дядьковский (1784—1841). Дядьковский в марте 1812 года окончил с серебряной медалью Московскую медико-хирургическую академию. И в этом же году молодой врач принял участие в Отечественной войне 1812 года. Первый научный труд Дядьковского «О способе действия лекарств на тело человека», опубликованный в 1816 году, принес ему заслуженную славу. За эту работу Дядьковскому было присвоено звание доктора медицины. Его книга была переведена с латинского языка на русский и переиздана в 1845 году. Мистике и витализму Дядьковский противопоставил в своем труде естественнонаучное объяснение живого и взаимосвязь последнего с неживым, то есть неорганическим миром. Разбирая вопрос о действии лекарства на человеческое тело, Дядьковский в первой части своего труда показывает, почему медицина, как научная дисциплина, должна исходить из глубокого знания законов развития и существования живого организма, почему она должна опираться на знание процессов, протекающих в организме. Что могут дать те ученые, — восклицает он, которые при изучении органических и неорганических тел противопоставляют их друг другу и заключают, «что в телах первого рода должна быть особенная сила, от которой зависит организация, возрастание и размножение их; эту силу они называют жизненною силой (vis vitalis), а тела — живыми. Телам же последнего рода приписывают силы физические и химические, которые они называют собственно силами мертвыми». 51!
Тела, и органические и неорганические, разъясняет Дядьковский, связаны между собой закономерными переходами. Так, например, в живом организме из неорганических тел строится органическое вещество, а отжившие тела вновь минерализуются. Знахарству и ремесленничеству, указывает он, не место в медицине, их нужно изгонять знанием, а знание несовместимо с верою в какую- то жизненную силу. И вот Дядьковский берется объяснить сложнейший вопрос: что такое жизнь? «Вся жизнь человеческого тела, — читаем мы в его книге, — от на* чала до конца есть не иное что, как постоянный, непрерывный химический процесс...» С современной точки зрения такое сведение биохимических процессов только к химическим, конечно, неправильно, но для той поры подобное объяснение биологических явлений было прогрессивным, поскольку чему-то непостижимому противопоставлялись реально протекающие процессы, а действие лекарств сводилось тоже к процессам в организме. Критикуя виталистов, Дядьковский пишет, чтс, следуя им, трудно понять, «почему столько тел и столь они разнообразны, если одарены одним и тем же жизненным началом». И здесь же иронически замечает, что, может быть, это жизненное начало одарено «волею творить разнообразнейшие тела?». Отвечая на поставленный вопрос, Дядьковский объясняет многообразие форм в природе не творческим актом какого-то божества, а эволюционным развитием всего живого, начиная от простейших форм, берущих начало в неорганической природе. Непрерывное усложнение форм в природе происходит под влиянием изменений окружающей среды, говоря словами Дядьковского, «перерождением растений и животных от климата, пищи и образа жизни». И дальше он указывает: «первый источник, из которого должно почерпать объяснение всех тайн природы, должно искать не в силе, или в каком-либо особенном начале, которые доселе старались отыскать, и которое теперь можно отвергнуть как бесполезное произведение вымысла: но только в материи, как безусловной причине явлений». Ученый выступал против проповедников идеализма. Нет никакой нужды, писал Дядьковский, «воодушевлять материю каким-нибудь жизненным духом, или, последуя трансцендентным философам, оживотворять ее идеей всеобщей жизни, или разделять ее на субъективную и объективную. Сама материя как материя, по нашему мнению, жива: сама материя содержит в себе начало или основание всех своих действий, сама обладает способностью ко всем тем действиям, которые мы замечаем в ней». Как мы видим, русская наука имела в лице И. Е. Дядьковского замечательного эволюциониста, развивавшего материалистические взгляды на биологические процессы. За распространение своих взглядов с кафедры Московского университета Дядьковскому было предложено в 1835 году подать в отставку. Однако материалистическое учение Дядьковского все больше и больше распространялось его сторонниками и последователями, среди которых были: учитель И. М. Сеченова профессор И. Т. Глебов, а также М. А. Максимович, К. Ф. Рулье и другие. Хорошо знали Дядьковского В. Г. Белинский и А. И. Герцен. 512
Академик Иван Петрович Павлов.
Сравнительная анатомия и палеонтология, широко развившиеся к середине XIX зека, подготовили почву для решения важнейших проблем медицины. В 1859 году было опубликовано сочинение Ч. Дарвина «Происхождение видов». Передовые врачи опирались теперь на эволюционное учение. Таким был талантливый русский врач Алексей Александрович Остроумов (1844—1908). Исходя из того, что состояние Алексей Александрович Остроумов. человеческого организма зависит от внешней среды, он указывал, что во многом от этой среды зависит и развитие болезни. Болезнь Остроумов рассматривал как результат борьбы организма с вредными влияниями внешней среды. При лечении болезней он стремился устранить сначала вредные влияния среды, изыскивая в то же время средства, способные подействовать на больного и укрепить способность его организма к самозащите. Так, рассматривая действие хинина на организм заболевшего малярией, он подробно разбирал, почему в одних случаях хинин помогает, а в других нет, и разъяснял, что нужно делать, чтобы лечение шло плодотворно. Больного малярией, указывал Остроумов, в зависимости от состояния организма нужно лечить не только хинином, но и другими средствами. Если организм истощен и требует повышения обмена и питания, то следует прибегнуть к помощи мышьяка. Когда же больному необходимо, кроме всего, успокоить нервную систему, рекомендуются еще ванны. В клинике Остроумова введен был также новый метод лечения брюшного тифа. Холодные ванны, которые предписывались тогда медиками брюшно-тифозным больным, он отменил. Но зато сосредоточил внимание на специальном питании больного, требуя при этом учитывать особенность течения болезни. Человеческий организм, указывал Остроумов в своих лекциях, следует рассматривать как сложное целое. Наблюдения, говорит Остроумов, показывают, что поражение функции одного органа сопровождается расстройством функций других, а затем и всего организма. Исходя из этого, Остроумов стал по-новому подходить и к лечению той иди иной болезни. Его способы лечения дали хорошие результаты в клинической практике. Таким образом, метод, который в современной медицине называется функциональной диагностикой, плодотворно развивал и Остроумов. Сотни тысяч больных каждый год лечатся минеральными водами. Но не все знают, что основателем этого вида лечения в России был врач Григорий Антонович Захарьин (1829—1897). 33 Рассказы 51 о
Захарьин научно объяснил целительное действие минеральных вод. Он составил подробную их классификацию, указав, при каких болезнях какую воду нужно пить. Захарьин начал применять минеральные воды и для лечения вне курортной обстановки. Он ввел в широкую пр актику кумысолечение, водолечение и физические методы лечения. Русский врач направлял больных не за границу, а на свои «лечебные места» и тем способствовал развитию отечественных курортов. Захарьин считается также основателем климатического лечения. В своих лекциях он разбирал вопро- Григорий Антонович Захарьин. сы климатолечения, лечебного значения температуры, солнечной радиации, влажности, атмосферного давления. Большую ценность в работах Захарьина представляет его метод расспроса больного, ставший образцом клинического обследования. В этом методе, как мы уже упоминали, получили развитие указания Мудрова. Крупным ученым, новатором медицины был знаменитый наш врач Сергей Петрович Боткин (1832—1889). В своих лекциях он постоянно подчеркивал, что приемы, употребляемые для -исследования и лечения больного, должны основываться на возможно большем количестве строго отобранных и проверенных наукой фактов. Он дал научное объяснение многим болезненным нарушениям организма. Раньше не знали, отчего образуются камни желчного пузыря. Боткин указал, что происхождение их связано с деятельностью микроорганизмов. Болезнь желтуха известна давно. Однако только Боткин открыл, что один из наиболее распространенных видов этого заболевания — катаральная желтуха — является заразной болезнью, а не «механической», как это утверждали многие другие врачи, в том числе и Вирхов. Через 20 лет после смерти Боткина его выводы получили блестящее подтверждение. Приверженцы Вирхова давали только описательную картину того или иного заболевания, причем описывали главным образом изменения, происходящие в клетках. Между тем, как это делал Боткин, болезнь надо изучать в ее движении и развитии, в ее взаимосвязи с внешней средой, с состоянием всего организма. Для становления такого материалистического течения огромную роль сыграло учение французского ученого Клода Бернара — основателя экспериментального метода в физиологии. 514
Сергей Петрович Боткин. Боткин, например, высказал соображение, что в организме имеется запасный резервуар крови в селезенке; человек может потерять много крови, но все-таки количество ее постепенно возрастет до нормы. Кровь из селезенки постепенно восполняет потерю и тем самым предохраняет организм от гибели. Современная медицина подтвердила правильность и этой мысли русского ученого. Боткин, подобно Остроумову и другим передовым русским врачам, рассматривал организм в неразрывной связи со средой. Учению Вирхо- ва об организме как государстве из клеток, не связанных с деятельностью нервной системы и среды, он противопоставил учение о целостном организме, управляемом нервной системой и существующем в тесной связи с внешней средой. Боткин не только дал строго научное объяснение происхождению ряда болезней, но и создал новые методы определения болезней, указав, что лечащий врач может предложить правильные методы лечения лишь в том случае, если он разбирается в сложной функциональной зависимости различных органов. Давно было известно, что повышение температуры свидетельствует о сопротивлении организма тому или иному заболеванию. Но только Боткин открыл в головном мозгу специальный нервный центр, который регулирует температуру тела. Боткин указал, что постоянное содержание воды в организме также регулируется соответствующим участком головного мозга. Это открытие получило подтверждение в последнее время. Боткин был выдающимся врачом по внутренним болезням и в то же время блестящим фармакологом. Ему и его ученикам принадлежит заслуга внедрения в лечебную практику новых лекарств: лобелина, горицвета и других. Правильно указывалось Боткиным и на то, что различные органы человеческого тела построены из разных, им только свойственных белков. Боткин одним из первых врачей обратил внимание на то, что во многих заболеваниях человека участвует нервная система, и ее, указывал Боткин, следует изучать прежде всего. Согласно теории Боткина болезнетворные причины, действуя на органы и ткани, создают раздражение соответствующих нервных окончаний; от них импульсы передаются в нервные центры, которые и определяют развитие тех или иных симптомов болезни. В клинике Боткина над вопросами кровообращения работал И, П. Павлов. Боткин повлиял на формирование взглядов молодого ученого, — в этом периоде у Павлова проявился интерес к вопросам 33* 515
нервной регуляции кровообращения и особенно сердечной деятельности. Позднее, проводя эксперименты на животных, великий физиолог Павлов в своих выдающихся трудах раскрыл и объяснил влияние нерзной системы на весь организм в целом. Павлов высоко ценил научные заслуги Боткина. Трудами Боткина, указывает он, былд создана идея «нервизма», то есть такого направления в физиологии, «которое стремится распространить влияние нервной системы на возможно большее количество деятельностей организма», В наши дни это направление пронизывает всю советскую физиологию и медицину, * % * Гордость медицинской науки составляют труды таких ученых и врачей, как М- А. Новинский и Л, В. Соболев. Мстислав Александрович Новинский (1841—1914) — родоначальник русской онкологии — отрасли медицины, занимающейся лечением рака, Ежегодно в мире около полутора миллионов человек погибает от рака. Эта болезнь подкрадывается незаметно и в короткий срок вырывает здоровых, способных бы еще долго жить людей. Вопрос о происхождении рака и ныне еще не решен, есть ряд теорий, созданных многими учеными, но окончательно ни одна из них не доказана. Изучением рака занимаются давно ученые всего мира. Трудность их деятельности заключалась главным образом в том, что невозможно было проследить момент перехода обыкновенной клетки в раковую, злокачественную; наблюдать клетку в момент такого ее перехода не удается, так как неизвестно, когда этот момент наступает. Единственный выход, который оставался у ученых,—вызвать искусственное заболевание раком у какого-нибудь лабораторного животного. Полученную экспериментально опухоль можно изучить от начала ее возникновения до момента распада. Много было попыток искусственного воспроизведения рака, но никто не знал, чем его вызвать, ни одна теория не давала по этому поводу указания. Попытки оканчивались неудачей. Русский ученый Новинский, работавший тогда в Военно-медицинской академии, несколько лет посвятил своим опытам и добился решения казавшейся тогда неразрешимой задачи: в 1877 году он произвел пересадку рака от больной собаки на здоровую, Злокачественная опухоль продолжала развиваться на новом организме. Этим опытом Новинский начал экспериментальное изучение злокачественных опухолей. В своей диссертации «К вопросу о прививании злокачественных новообразований», опубликованной в том же году, М. А. Новинский изложил открытый им метод, с помощью которого и в наше время врачи изучают злокачественные опухоли, определяют этапы развития раковой болезни в поисках средств ее излечения. С именем Л. В. Соболева в истории медицины связано открытие лечебного средства против другой тяжелой болезни -— сахарного диабета. Организм человека, заболевшего диабетом, теряет способность усваивать углеводы, то есть сахаристые вещества. 516
Работая в Петербургской медико-хирургической академии в девяностых годах прошлого столетия, Л. В. Соболев исследовал поджелудочную железу и установил роль так называемых «островков» этой железы в глюкозном обмене и в развитии сахарного диабета. Первое сообщение в печати об этом открытии он сделал в 1900 году, опубликовав результаты работ в «Еженедельнике практической медицины» и в немецком научном журнале. В следующем году Соболев издал в Петербурге свою работу под названием: «К морфологии поджелудочной железы при перевязке ее протока при диабете и некоторых других условиях». Л. В. Соболев долго занимался исследованиями поджелудочной железы у больных диабетом и вместе с И. П. Павловым проводил опыты над животными. Вот что писал он тогда: «До сих пор все попытки лечить диабет посредством введения в организм больного экстракта из целой поджелудочной железы не дали результатов. Перевязывая же проток, мы обладаем теперь средством анатомически изолировать островки, что позволит использовать их для лечения диабета...» «Островки», о которых пишет Соболев, вырабатывают гормон инсулин, способствующий усвоению сахаристых веществ организмом, Орга-* низм может усваивать молекулы глюкозы только в виде изомеров, отличающихся большой активностью. В крови человека превращение молекул обыкновенной глюкозы в активные изомерные молекулы происходит под влиянием инсулина. Когда «островки» поджелудочной железы перестают вырабатывать инсулин, кровь насыщается неусвояемой формой глюкозы, что является причиной отравления организма. Это и есть сахарная болезнь, или диабет. Соболев не только установил значение «островков» в развитии сахарного диабета, но и указал методы лечения этой болезни, предложив применять для лечения препараты из инсулярной части поджелудочной железы. Соболев рекомендовал пользоваться для лечения диабета «железами новорожденных телят, у которых островки развиты хорошо». Предложение Соболева не было использовано. В конце первой мировой войны канадские врачи Бантинг и Бест занялись аналогичной проблемой. В 1920 году они опубликовали сообщение о лечебном действии инсулина, где, так же как и ранее Соболев, предложили лечить сахарный диабет инсулином — препаратом, добытым из инсулярной части поджелудочной железы. ♦ ♦ ?^ Слово «витамины» прочно вошло в обиходный словарь. Этим словом называют жизненно необходимые вещества, которые должны присутствовать в пище. Многое для учения о витаминах сделал Николай Иванович Лунин. В 1880 году он начал серию опытов, которые должны были выяснить, какую роль в питании организма лграют те или иные составные части пищи. Лунин кормил одних подопытных мышей натуральным молоком, а других искусственным, то есть приготовленным из составных частей 517
молока — воды, жира, сахара, казеина и солей. При этом выяснилось, что мыши, питавшиеся искусственным молоком, погибали, а мыши, питавшиеся натуральным молоком, оставались здоровыми. Лунин пришел к выводу, что в пище находятся незаметные по количеству, но очень важные для жизнедеятельности организма вещества. «Очевидно, — писал он, — в естественной пище, такой, как молоко, должны присутствовать в малых количествах, кроме известных главных пищевых ингредиентов, еще и неизвестные вещества, необходимые для жизни». Аналогичные опыты с белыми крысами проделал английский ученый Гопкинс и установил связь между болезнью (рахит, цинга) и наличие^ в пище необходимых для жизни, но неизвестных еще веществ. Гопкинс вместе с голландским ученым Эйкманом, работавшим в этой же области исследований, был удостоен Нобелевской премии. * # * Одна из волнующих областей медицинской науки — изучение проблемы продления человеческой жизни. Каждый врач, ученый вкладывает посильный труд в раскрытие тайны долголетия. Много внес в эту область медицинской науки академик Александр Александрович Богомолец (1881—1946). Исследуя роль соединительной ткани в человеческом организме, он нашел, что клетки ее не только служат опорой органов, являясь для них как бы каркасом, но и играют огромную роль в обмене веществ. Соединительная ткань — это и фильтр, собирающий в себе и отправляющий в органы выделения все вредные частицы. Это и склад питательных веществ. Это и «казармы», в которых содержатся резервные армии особых клеток — «фагоцитов», готовых устремиться против злотворных бактерий. Наконец клетки соединительной ткани вырабатывают особое вещество — фермент, которое может растворять чужие клетки, например клетки раковой опухоли. Только работающая соединительная ткань способна обеспечить нормальную жизнь клеток, защитить наш мозг и сердце от преждевременного износа. Для усиления деятельности соединительной ткани, для сохранения ее А. А. Богомолец разработал сьторотку, с помощью которой можно бороться с некоторыми болезнями. Это научное достижение наметило пути для решения проблемы долголетия медицинскими средствами. Большое значение придавал Богомолец переливанию крови. Задача научной медицины в борьбе со старостью, писал он, заключается в поисках тех воздействий, которые в состоянии помочь клетке освободиться от состарившихся частиц протоплазмы. Одним из таких средств и является переливание крови, способствующее свертыванию и последующему расщеплению внутриклеточными ферментами возрастных «шлаков» протоплазмы. ♦ * ♦ Необычайно интересны работы русских ученых над таким состоянием живого организма, которое можно охарактеризовать как «замедленная жизнь». Свыше сорока лет назад в одном из русских журналов была напечатана научная статья на смелую тему. Автор ее, Порфирий Иванович Бах- 518
метьев, на основании своих опытов по замораживанию и последующему оживлению насекомых и некоторых млекопитающих, сделал предположение о возможности остановить холодом жизнь человека на желаемый срок. Рыбы без вреда переносят охлаждение до —15°С, лягушки и змеи до —28°С, сколопендры до —50°С, улитки переносят многодневный холод—120°С. Споры микробов не погибают даже от холода — 237°С, когда, казалось бы, должна прекратиться всякая жизнь. Известно много животных — суслики, сурки, тушканчики, ежи, летучие мыши и другие, которые впадают в зимнюю спячку и, пробыв при температуре ниже нуля всю зиму, «просыпаются» весной к новой жизни. До какой же температуры охлаждается организм животных при зимней спячке? Для измерения температуры тела Бахметьев применил новый, термоэлектрический метод. И ему удалось установить, что при охлаждении тела наблюдается переохлаждение жидкости организма, лед же образуется лишь при —5°С, — 10°С. Это предупреждает гибель тканей, которые иначе были бы разрезаны кристаллами льда. В организме животных при переохлаждении жизненные процессы не останавливаются, а только замедляются: у замороженных животных наблюдается биение сердца, они потребляют кислород. На основании своих исследований Бахметьев предложил использовать открытое им явление в практике сельского хозяйства. Пчеловодам, например, каждую зиму приходится сохранять пчел в ульях. Питают их сахаром или собранным ими же медом. Представьте себе, что вместо непроизводительной зимовки пчелы замораживаются по методу Бахметьева, и как только весеннее солнце согреет землю, армия «медовых тружеников» снова оживляется и начинает свою деятельность. Нетрудно представить, какую огромную экономию дал бы такой способ сохранений пчел в зимней спячке. Бахметьев предложил перевозить рыбу в замороженном состоянии. В наши дни рыба после дальней перевозки в замороженном виде снова оживает в аквариумах магазинов. Методом замораживания удается излечивать зимоспящих животных от трудноподдающихся лечению болезней. Однако биологические основы этою явления еще недостаточно изучены. Эта теория, названная теорией анабиоза, значительно расширена трудами советских ученых. Например, опыты ленинградского ученого Л. К. Лозино-Лозиыского с быстрым замораживанием организмов при очень низких температурах показали, что гусеницы бабочки, погруженные в жидкую углекислоту с температурой около —90°С, делаются хрупкими, как стеклянные, но при отогревании снова оживают. После быстрого замораживания организмов до —253°С также возможно вернуть их к жизни. Опыты подтверждают, что применение низких температур удлиняет срок жизни организмов и клеток, так как замораживанием удается резко снизить жизненные процессы, протекающие в организме. В свете этих работ заманчиво выглядит возможность с помощью «ледяного сна» избавить организм от какого-либо тяжелого заболевания. Врачи привлекают методы физики и химии для решения труднейших и увлекательнейших задач современной биологии и медицины. 519
БОРЦЫ С ЭПИДЕМИЯМИ Мы только по описаниям знакомы с опустошениями, которые когда- то производили в мире эпидемии чумы, холеры, оспы. «Черная смерть», так называли чуму, бродила по всему земному шару, превращая в кладбища города и селения. Смертоносная холера также была частым и страшным гостем населенных мест. От оспы ежегодно погибали десятки тысяч, слепли тысячи людей, а лица выздоровевших обезображивались на всю жизнь. Народная медицина издавна искала средства против эпидемий, В борьбе с чумой лекари древней Руси выработали меры, позволявшие задерживать распространение эпидемии и гасить ее в том месте, где она зародилась. Уже в летописях начала XVI века указывается на необходимость изоляции больных от здорового населения и предписьь вается сжигание трупов. Изоляцию больных потом проводили и во Франции. Этот способ назван был там карантином, что в переводе означает «сорок»: в течение сорокадневного срока в зараженные места не допускалось здоровое население. Научные способы борьбы с чумою выработал замечательный русский врач XVIII века Данило Самойлович Самойлбвич (1744—1805). После окончания Петербургской госпитальной школы Самойлович работал в Петербургском сухопутном госпитале. Во время русско-турецкой войны, будучи участником ее, Самойлович первый раз столкнулся с эпидемией чумы. И победил болезнь, добился прекращения эпидемии. В 1770 году в Москве разгулялась новая эпидемия чумы. В Симо- новом монастыре открыли больницу, куда свозили самых тяжелых больных. Велики были потери и в медицинском персонале. В эти дни Данило Самойлович добровольно принял на себя заведование больницей Симонова монастыря и работал здесь до полного прекращения эпидемии, до 1772 года. Вместе с Самойловичем боролся с чумной эпидемией в Москве Афанасий Филимонович Щафонский. Он опубликовал результаты своих работ в книге «Описание моровой язвы, бывшей в столичном городе Москве с 1770 года по 1772 год, с приложением всех для прекращения оной тогда установленных учреждений». Эта книга издана была в 1775 году Московским университетом. Чумная больница в монастыре стала научно-исследовательской лабораторией русских врачей. Здесь они изучали течение болезни. На основании большого опыта Самойлович доказал, что заражение здорового человека происходит только при «самом ближайшем и пренебрежительном» соприкосновении с больными. Мнению врачей, считавших, что чумное заболевание передается через воздух, Самойлович противопоставил свои взгляды, утверждавшие, что «моровая язва никогда, никак и нигде не передается через воздух». Чтобы найти начало болезни, Самойлович приступил к вскрытию и изучению трупов умерших от чумы. Не ограничившись изучением изменения внутренних органов в результате болезни, Самойлович приступил к микроскопическому исследованию «существа яду язвенного». 520
Самойлович создал основы метода борьбы со страшной болезнью — прививки. В 1782 году после напечатания работы Самойловича «О прививке против чумы» французская Медицинская академия избрала его своим почетным членом. Заслуги выдающегося русского ученого высоко оценили такж£ немецкая, итальянская и другие академии. Одиннадцать европейских медицинских академий избрали Самойловича своим почетным членом. Однако противочумная прививка не была разрешена тогда русским правительством. Самойлович был выдающимся военным врачом. Его талант и труды почитал великий русский полководец Александр Васильевич Суворов. Данило Самойлович Самойлович. В донесении Потемкину из Кинбурна от б нрября 1787 года он пишет: «Господина коллежского советника медицины доктора Самойловича труды и отличные подвиги, испытанные в здешних местах, небезызвестны вашей светлости. Сии самые и в нынешнее время приличнейшим смотрением по руководству медицинскими чинами в действии отправления каждым своей должности довольно оказал и столь воспособствовал страждущим в болезнях, & особенно в ранах, полученных от неприятеля, во время происшествия под Кинбурном 1-го октября, и многое число их облегчил и привел в состояние, — как и я в числе оных по справедливости могу отозваться, что его искусством и трудами весьма доволен». Горячо любил свою родину Данило Самойлович. Он настаивал «а распространении медицинских знаний среди своего народа на родном, русском языке, не исключая работ на получение русскими врачами ученой степени. «Мне даже кажется, — писал Самойлович, — что иностранные университеты, где они получают ученую степень, будут более польщены иметь эти работы на том языке, который со временем придется очень по вкусу европейским ученым. С другой стороны, разве не лучше будет для народа иметь столько же научных трудов на своем языке, сколько у него будет своих прирожденных врачей? Разве не выгоднее было бы, чтобы' наши слушатели написали несколько полезных книг для своих сограждан, которым они пригодятся, нежели чтобы они привозили с собой длиннейшие трактаты, бесполезные как для страны, так и для самих авторов?» Велики заслуги нашего замечательного врача-патриота. Девять раз в своей жизни вступал в борьбу с чумой Данило Самойлович и, презирая опасность, делал все, чтобы спасти жизнь своим согражданам. 521
О самоотверженности и бесстрашии русских врачей — борцов с эпидемиями — свидетельствуют многие факты истории. В 1895 году в Индии вспыхнула чумная эпидемия. Из Киева в Бомбей выехала экспедиция во главе с В. К- Высоковичем. В нее входили Д. К. Заболотный (1866—1929), будущий президент Академии наук УССР, и другие. В Индии были сделаны массовые прививки против чумы. Для изготовления препарата русские ученые пользовались убитыми культурами чумных бактерий. Десятки тысяч жизней были спасены этими предохранительными прививками. После Индии Д. К. Заболотного пригласили на борьбу с чумной эпидемией в Аравию. В 1898 году он с группой сотрудников участвовал в ликвидации вспышек чумы в Китае, среди жителей пустыни Гоби, в Монголии и Забайкалье. Спустя год такая же самоотверженная помощь была им оказана народам Персии и Месопотамии. В 1910 году эпидемия чумы вспыхнула в Одессе. Сюда немедленно выехали Д. К- Заболотный и В. К. Высокович. Огромный опыт, накопленный этими выдающимися деятелями медицины, позволил быстро погасить эпидемию. Нескончаемым потоком шли благодарственные письма в адрес героев-врачей, но они уже опять были в новой экспедиции. Вместе с Кулешом, Исаевым и другими Заболотный работал в Маньчжурии. Там была сильная эпидемия легочной чумы. Смерть подстерегала исследователей на каждом шагу, но мужественные врачи выполнили свой долг до конца. Победителей страшной болезни приглашали на международные конференции, с ними консультировались врачи других стран. Человечество никогда не забудет подвига Даниила Кирилловича Заболотного: он привил себе культуру холерного вибриона. После этого предохранительные прививки от холеры были введены в практику, для чего использовались ослабленные культуры холерных бактерий. С именем врача В. К- Высоковича связано еще одно достижение русских эпидемиологов. В 1903 году в Киеве вспыхнула эпидемия холеры. Высокович исследовал воду Днепра и обнаружил в ней холерные вибрионы. Он добился немедленного закрытия днепровского водопровода и перевода города на артезианское водоснабжение. Развитие эпидемии было предупреждено. До Высоковича никто не обнаруживал холерных вибрионов в речной воде. Так появился еще один метод предупреждения эпидемии холеры. Незабываем подвиг нашего выдающегося ученого Ильи Ильича Мечникова (1845—1916), который привил себе возвратный тиф. В 1899 году была сделана прививка тифа 235 солдатам киевского гарнизона. Во время Русско-японской войны проводились массовые противотифозные прививки в войсках. Русские ученые работали в самых опасных местах и, когда требовалось, снова и снова проверяли на себе действие прививок. К именам Заболотного, Мечникова можно прибавить имена Покровской, привившей себе чумную культуру, Савченко, привившего себе холерного вибриона, Латышева и Минха, которые привили себе тиф. 522
*N ♦ ♦ Врач Одесской городской больницы Георгий Николаевич Минх открыл распространителей тифа и указал, какими методами прекращать эпидемию этой болезни. Эпидемии сыпного и возвратного тифов были страшным бедствием. В армии тиф уничтожал иногда больше солдат, чем их погибало на полях сражений. Миллионы человеческих жизней уносила эта болезнь в городах и селах. Неизвестно было, как передается заражение тифом. Средства, используемые на борьбу с предполагаемыми источниками заразы, расходовались впустую. В своей статье, напечатанной в 1874 году в первом номере журнала «Московский врачебный вестник», Г. Н. Минх доказал, что возбудители тифа, находясь в крови больного, делают ее заразной для здорового человека. Чтобы проверить правильность своих взглядов, Минх и привил себе тиф. Четыре года спустя он опубликовал в III томе «Летописи врачебной» письмо, в котором указывал методы, какими следует предупреждать распространение тифа. Он писал, что переносчиком тифозной заразы являются кровососущие насекомые — вши, и борьба с распространением тифа есть прежде всего борьба с этими насекомыми. Вместе с Минхом в Одесской больнице работал другой выдающийся русский врач, Осип Осипович Мочутковский. Исследования Мочутковского, результаты которых он опубликовал в 1876 году в журнале «Московский врачебный вестник», подтвердили открытие Минха. Кровь тифозного больного, делает он заключение, — заразное начало для здорового человека. «Возвратный тиф, — пишет Мочутковский, — легко прививается на здоровом человеческом организме...» Из целого ряда прививок молока, пота, слюны, крови, как доказал одесский врач, заражение происходило только посредством прививки крови. Несмотря на колоссальное значение, открытие русских врачей не получило, однако, официального признания в правящих кругах царской России. И когда в стране вспыхнула следующая эпидемия тифа, Минх выступил с открытым письмом в журнале «Врач», где снова писал: «Я пришел к выводу, что передатчиком заразы могут быть только насекомые, и потому все меры обеззараживающие должны сводиться на борьбу с этими последними. Если 15 лет тому назад указанные соображения могли дать нашей печати только повод к шуткам, то следует надеяться, что при современном положении учения о заразных болезнях указанные выводы могут рассчитывать на внимание лиц, на долю которых выпадет обязанность вести борьбу с господствующими эпидемиями». Голос русского врача опять не был услышан теми, кто возглавлял борьбу с эпидемией. И только после того, как в 1909 году директор Пастеровского института в Тунисе Шарль Николль опубликовал результаты своих опытов над обезьянами, в которых он доказывал, что передатчик тифа — вошь, это известие принято было для руководства и в России. 523
* i*« :Js В 1885 году среди русских солдат, расквартированных в долине реки Мургаб в Средней Азии, вспыхнула эпидемия язвенной болезни, поразившей сразу почти весь отряд. В^ачи называли болезйь пендийской язвой. В России она раньше не наблюдалась, за!\> среди населения тропических стран эййдемий язвенной болезни свирепствовали с давних пор и уносили громадное количество жертв. Возбудителя пендинской язвы открыл русский врач П. Ф. Борой- ский в 1898 году. Дальнейшими работами было выяснено, что язвенная болезнь передается насекомыми и моекитами. В 1900 году врач Е. И. Марциновский йсйытал на себе прививку ослабленной культуры возбудителя пендинской язвы. Советскими исследователями под руководством академика Евгения Нйканоровича Павловского разработаны методы полной ликвидации очйгЪв пендинской язвы, найдеНы способы привиЁок, предохраняющих от этой болезни, изучены способы ее лечения. На протяжении веков люди были свидетелями того, как во время эпидемий в одной и той же семье, в одном жилище некоторые погибали, а другие даже не заболевали, хотя опасность заражения для всех была одинакова. Знаменитый французский ученый Луи Пастер сделал попытку дать научное объяснение этой «случайности». Он считал, что невосприимчивый Организм имеет химическую среду, не подходящую для развития возбудителя болезйй, подобно тому как на земле, в которой недостает питательных вещеСтё, не может жйТь растение. Объяснение было убедительное. Огромный авторитет учёного мог надолго отодвинуть решение во- нроСй о нейоСпрййМчййоСти организма к заразным заболева-нийм, так называемого иммунитета, если бы не открытие русского ученого Ильи Ильича Мечникова, много лет работавшего в институте Пастера в Париже. Простейшие организмы имеют внутриклеточное пищеварение. Высоко же развитые организмы йМеЮт особые пищеварительные органы й наряду с НиМ'й отдельные подвижные -клетки. Каково тогда значение Этих подвижных клеток? Ответ На этот вопрос дало открытие Мечникова. Он Нашел, что белые кровйные шарики и другие подвижные клетки обладают способностью «поеда1ъ» и «переваривать», то есть уничтожать, вредные инсуродные частицы и, в частности, микробов, проникающих Я организм. Такие «пожирающие» клетки названы были им фагоцитами, & их уничтожающая способность — фагоцитозом, что в переводе с греческого означает «пожирание», «поедание». Сзои перйЫе опыты Мечников произвел в 1882 году йад личинкой Морской звезды, прокалывая ее прозрачное тело острой деревянной иглой. При этом он обнаружил под микроскопом, что масса подвижных 524
клеток окружила занозу, образовав вокруг нее толстый слой. Это явление поразительно напоминало то воспаление и нагноение, которое бывает у человека от занозы. Ученый сразу оценил роль подвижных клеток как защитников организма от посторонних тел и не замедлил проверить этот факт на другом опыте. Он взял водяную блоху — дафнию. Это маленькое существо легко заболевает от особого грибка. Когда в прозрачное тело дафнии введено было небольшое количество болезнетворного грибка, тотчас же под микроскопом стало видно, как подвижные клетки начали окружать и разрушать инородное тело. На основании своих работ Мечников приходит к выводу, что болезнь представляет собой борьбу между болезнетворным микробом, попадающим извне, и подвижными клетками организма, то есть фагоцитами. Если фагоциты победят, наступает выздоровление. Приспособляемость фагоцитов к истреблению определенного вида микробов делает организм невосприимчивым к заразным болезням. Открытие Мечникова показало, что в простейшей реакции клеточной протоплазмы — поглощении клеточных врагов, аналогичной реакции проглатывания пищи, — кроется разгадка одной из тайн продления жизни. В медицине того времени белым кровяным шарикам приписывали пагубную роль. Их считали разносчиками болезнетворных микробов з организме. Иными словами, защитников организма принимали за его врагов! Эту ошибку исправил Мечников. В 1908 году за работу по иммунитету Мечникову была присуждена Нобелевская премия. Еще в 1673 году голландец Левенгук создал микроскоп. Перед учеными открылся новыр, неведомый доселе мир невидимых простым глазом существ. Существа эти — микроорганизмы, микробы — имели самую разнообразную форму: длинные и узкие, как иголки, круглые, похожие на крохотные шарики, ломаные, загнутые, как запятая; некоторые из них двигались быстро и порывисто, другие едва заметно ползали, третьи и вовсе казались неподвижными. Впоследствии оказалось, что многие из них являются врагами человека. Данило Самойлович правильно понимал значение микробов как возбудителей болезней человека. Работы ученых XIX века показали, что микробы являются причиной множества самых разнообразных заболева- Илья Ильич Мечников. 525
ний. Возбудителей болезней начали обнаруживать каждый год в разных концах звхмного шара. Были открыты возбудители многих болезней: проказы, возвратного тифа, микробы холеры, туберкулеза, дифтерии, но далеко не всех. Оказалось, что есть такие микроорганизмы, которые нельзя увидеть даже в самый сильный микроскоп. Не удавалось обнаружить микроба бешенства, черной оспы, гриппа, трахомы, желтой лихорадки. Уже были выработаны средства борьбы с некоторыми из этих болезней: Дженнер изобрел прививку против оспы, великий Пастер — против бешенства, Ру и Беринг — против дифтерии; уже было известно, кто является переносчиком заразы, и точно установлено, что болезни эти инфекционные, а возбудителей их не удавалось уловить. Так продолжалось до 1892 года, когда русский ученый Д. И. Ивановский открыл новую разновидность микроорганизмов, названных впоследствии «вирусами», или, иначе, фильтрующимися вирусами. Мир, открытый Ивановским, так велик, что границы его трудно сейчас установить. Вирусными болезнями являются скарлатина, корь, грипп, оспа, бешенство и другие, возбудители которых до открытия Ивановского оставались неизвестными ученым. ПРОСЛАВЛЕННЫЕ ХИРУРГИ Научная хирургия в России получила блестящее развитие в конце XVIII и в первой половине XIX столетия. Непревзойденным мастерством выполнения хирургических операций прославились Я. О. Саполович, П. А. Загорский, К. И. Щепин — первый ученый, начавший читать курс хирургии на русском языке, и И. Ф. Буш, создавший в России крупную хирургическую школу, из которой вышло немало выдающихся врачей, в том числе знаменитый хирург и анатом И. В. Буяльский (1789—1866). Свыше двух тысяч различных больших операций выполнил Илья Васильевич Буяльский. Среди этих операций были и такие, которые впервые производились в хирургической практике. Он с успехом произвел операцию верхней челюсти. Никто до Буяльского не делал также операции, связанной с перерезкой прибавочных нервов у больных, страдавших невралгическими болями. Русский хирург осуществлял эти операции с замечательным мастерством. Буяльский — автор книги, посвященной проблеме переливания крови. Книга вышла в 1846 году, в ней были описаны приборы, сконструированные Буяльским для этой операции. Через два года появилась другая книга на эту тему — труд выдающегося врача Алексея Матвеевича Филомафитского «Трактат о переливании крови (как единственное средство во многих случаях спасти жизнь)». Книга Филомафитского содержит описание проделанных им опытов по переливанию крови. Потерявшим большое количество крови собакам он вводил кровь других собак и возвращал к жизни, казалось, уже погибающих животных. В книге приведена и схема установки для переливания крови, показывающая, что автор ее почти на целое столетие предвосхитил устройство подобных приборов. 526
Буяльский был талантливым препаратором. Он искусно применил холод для обработки анатомических препаратов, так называемую ледяную анатомию. Заслуженную славу принес ему труд о вытравленных артериях и венах человеческих почек. К этому труду был приложен великолепно выполненный альбом «фотографических рисунков» с искусных препаратов хирурга. Буяльский проник в тайны распределения кровеносных сосудов. Еще большую славу приобрел современник Буяльского Николай Иванович Пирогов (1810—1881), деятельностью которого начинается второй период истории русской хирургии. Пир ОГО ву было 22 года, когда ОН Николай Иванович Пирогов. защитил диссертацию на ученую степень доктора медицины. К этому времени он уже произвел много операций, отличавшихся искусством и быстротой выполнения. Меньше чем в две минуты делал он в Дерпте (Юрьеве) операции по удалению камня мочевого пузыря. Пирогов выполнял эти операции в десять раз быстрее, чем известный там профессор хирургии Мойер. Научная победа Пирогова была отмечена в Дерптском (ныне Тартуском) университете как необыкновенное событие. Мойер уступил Николаю Ивановичу Пирогову свою кафедру, назвав 26-летнего русского ученого своим учителем в области хирургии. Сказочно быстрые, точные и смелые операции принесли Пирогову славу гениального хирурга. В 1841 году он был назначен профессором Медико-хирургической академии, а через несколько лет отмечался новый триумф Пирогова: им был широко введен в хирургическую практику наркоз. Режущий инструмент и боль — понятия, неотделимые одно от другого, — так полагали в то время врачи. Пирогов и Филомафитский нашли, что эфир притупляет боль при операции. Вначале под эфирным наркозом ими оперировались животные. Операции проходили удачно. Одновременно в Бостоне испытывал действие эфира хирург Уоррен; в октябре 1846 года под эфирным наркозом он удалил у больного опухоль на шее. В декабре этого года произвел под эфирным наркозом операцию — удаление грудной железы — Н. И. Пирогов. После этой весьма удачной операции обезболивающее средство было испытано знаменитым хирургом еще на 50 больных. 4 апреля 1847 года Пирогов сделал в Академии наук сообщение о проведенных им операциях с применением обезболивающих средств. В этом же году, во время военных действий на Кавказе, он производил операции под наркозом и в полевых условиях. К концу 1847 года великий русский хирург сделал под эфирным наркозом более 700 операций. 527
«Россия, — писал Пирогов, — опередив Европу, нашими действиями при осаде Салтов, показывает всему просвещенному миру не только возможность в приложении, но неоспоримо благодетельное действие эфиро- вания над ранеными, на поле самой битвы. Мы надеемся, что отныне эфирный прибор будет составлять точно так же, как и хирургический нож, необходимую принадлежность каждого врача во время его действия на бранном поле». Пироговым, как он сам пишет, выполнялись «опыты над местным действием эфира на нервную ткань, опыты над действием эфира, внесенного в массу крови, опыты над действием вдохнутых паров эфира, при перерезанном и при неповрежденном состоянии десятой пары нервов и опыты над действием эфира, впущенным в прямую кишку». Н. И. Пирогов является зачинателем нескольких видов общего обезболивания. Он же дал объяснение и механизму обезболивания. Раньше других Пирогов стал применять в медицинской практике и неподвижную крахмальную повязку при сложных переломах конечностей. Это нововведение он сделал во время Крымской войны. Еще задолго до того, находясь однажды у знакомого скульптора, врач с интересом наблюдал твердение гипсового раствора на полотне. Когда Пирогов оказался в военной обстановке, где при сложном переломе голени потребовались неподвижные перевязки, он вспомнил о гипсе. Он наложил на перелом бинты и полоски холста, намоченные гипсовым раствором. Успех был замечательный. Повязка высохла в несколько минут, косой перелом с кровяным подтеком и прободением кожи зажил без нагноения. Пирогов смело и в широких масштабах вводит свое изобретение — гипсовую повязку при ранениях на поле боя. Об эфирном наркозе и крахмальной повязке Пирогов позднее писал: «Благодеяния анестезирования и этой повязки в военнополевой практике дознаны были нами на деле прежде других наций». Классические труды создал Н. И. Пирогов и в анатомии. В 1848 году, во время холерной эпидемии, он написал научный труд «Патологическая анатомия азиатской холеры». В 1851—1854 годах им был издан труд «Топографическая анатомия по распилам через замороженные трупы». Для составления многочисленных рисунков »к труду Пир.огову пришлось произвести около 12 тысяч анатомических вскрыгий. Н. Й. Пирогов — основоположник военнополевой хирургии. Он не был сторонником непременного хирургического вмешательства, как более верного, по мнению многих врачей того времени, способа лечения. До него считалось, например, что последствия пулевого ранения значительно опаснее ампутации с ее последствиями — шоком и инвалидностью, поэтому раненую конечность отрезали. «Кто думает, —• писал Пирогов, — что я поехал в Севастополь только для того, чтобы резать руки и ноги, тот жестоко ошибается». Он делал операции только при острой необходимости. При ампутации голени Пирогов сохранял пяточную кость, в результате чего культя получала хорошую опору и оперированный мог ходить, опираясь на ногу. Оценивая эту операцию, русский хирург В. Разумовский писал: «Операция Пирогова бессмертна, она будет существовать и не заменится ничем, пока будет существовать человеческий род и хирургическое искусство». Идея «пироговской операции» легла в основу и других костнопластических операций. 628
Н. И. Пирогов был избран почетным членом многих русских и иностранных научных обществ. В память замечательного ученого его именем названы у нас ученые общества, больницы. Советский народ высоко ценит труды великого хирурга и анатома. Очень осложняла хирургию до середины XIX века инфекция ран — попадание в открытую раневую поверхность микробов, вызывающих воспалительный процесс и нагноение, часто ведшие к гибели больного. «Можно смело утверждать, — писал Пирогов, — что большая часть раненых умирает не столько от самих повреждений, сколько от госпитальной заразы». Пирогов высказал правильное мнение о причинах нагноения и заражения крови. Он указал, что раны «легко портятся» от самых, по-видимому, ничтожных причин, способствующих брожению. Во время Крымской и Кавказской кампаний Пирогов ввел в практику обеззараживающие вещества: йод, хлорную воду и другие. Накануне того года в хирургии произошел коренной переворот, ознаменовавший собой новый период — антисептический. Пирогов писал: «От нас недалеко то время, когда тщательное изучение травматических и госпитальных миазм (загрязнений) даст хирургии другое направление». Основные положения антисептики сформулировал в 1867 году английский хирург Д. Листер. Изучая причины гибели больных после операций, Листер, основываясь на учении Пастера, пришел к выводу, что если уничтожить бактерии, находящиеся в воздухе, на руках хирурга и на предметах, соприкасающихся с раной, можно будет избежать большинства осложнений, так часто приводящих к гибели больных. Защитить рану от попавших в нее бактерий можно было, применяя средства, задерживающие гниение. Листер применил для этого карболовую кислоту. Современная асептика ставит своей задачей йе допустить на раневую поверхность микробов. Учеником Пирогова — Э. Бергманом — была введена в хирургическую практику тогда же стерилизация инструментов, белья, рук хирурга и пр. В 1890 году в Берлине, на X Международном медицинском конгрессе хирургов, Бергман продемонстрировал больных, оперированных в условиях асептики. Многое сделали русские врачи в области оживления органов животных и человека. Своими работами над оживлением отдельных органов человеческого тела они нанесли удар идеалистическим взглядам на сущность жизни. В 1901 году выдающийся русский физиолог, профессор Томского университета А. А. Кулябко (1866—1930) с успехом проводил многочисленные опыты с изолированным сердцем жиеых организмов: рыб, птиц, млекопитающих. Получив хорошие результаты оживления сердца вне организма, он поставил перед собой новую задачу — оживить человеческое сердце. В 1902 году в «Известиях Академии наук» появилось сообщение Кулябко: «Дальнейшие опыты оживления сердца. Оживление человеческого сердца». В статье даны были точные экспериментальные данные по волнующему медицину и физиологию вопросу. 34 Рассказы 529
Впервые в истории науки Кулябко ож*ивил сердце умершего человека! Вынутое из трупа ребенка сердце жило и работало вне организма в течение нескольких часов. Работы русского ученого показали, что сердце, извлеченное из тела умершего человека, через 20 часов после смерти может еще продолжать сокращаться. Оно оживает и работает, если через него пропустить питательный раствор или обработанную специальным образом кровь. В лаборатории Кулябко студенты Томского университета с изумлением следили за жизнью вне человеческого организма селезенки, печени, пальца. Естественно, что после этих замечательных опытов перед медициной встала проблема оживления целого организма. За решение этой задачи взялся русский ученый И. П. Михайловский. Он начал с того, что отравлял животных ядом, а потом, выпуская отравленную кровь, заменял ее новой; отравленное животное, которому до этого грозила неминуемая смерть, продолжало жить. К сожалению, на этом оборвались и работа и жизнь ученого. Он был убит черносотенцами. В газете было сообщено, что это расплата «за кощунственную борьбу со смертью». Вплотную подошли к разрешению проблемы оживления целого организма советские ученые. Смерть организма, как выяснили они, наступает не сразу. Сначала прекращается сердечная деятельность и дыхание. Это состояние называют «клинической» смертью. Но организм еще живет. В нем происходят слабые обменные процессы. Активным вмешательством можно вернуть организм из этого состояния к нормальной жизнедеятельности. Однако по прошествии некоторого времени наступает уже настоящая, или, как ее называют, «биологическая» смерть. Таким образом, после остановки, сердца, пока не наступила биологическая смерть, возвращение к жизни еще возможно. Это положение с успехом доказал советский ученый В. А. Неговский с сотрудниками. Наши ученые при восстановлении жизненных функций организма пользуются так называемым • комплексным методом. Он состоит в применении артериовенозного нагнетания крови при одновременном проведении искусственного дыхания с помощью специальных мехов. Сердце дольше всего не умирает и раньше других органов восстанавливает свою работу. Кровь приносит к мышце сердца кислород и питательные вещества, и оно вновь начинает сокращаться. Искусственным 530
дыханием обеспечивается насильственное, но не чрезмерное вдувание воздуха в легкие. Такое «насилие» необходимо потому, что процесс дыхания регулируется определенным участком нервной системы, для возбуждения которого необходимо растяжение легочной ткани. Когда искусственным путем вводится в легкие воздух, то происходит не только насыщение крови кислородом, но и растяжение легочной ткани, что приводит к возникновению нервных возбуждений, идущих от легкого к головному мозгу, заведующему дыханием. Так дается толчок к восстановлению деятельности мозга, а следовательно, к оживлению всего организма. В научном исследовании и разработке методов восстановления жизненных функций организма, находящегося в состоянии агонии или клинической смерти, участвовала большая группа ученых: Ф. А. Андреев, В. А. Неговский, Е. М. Смиренская, М. С. Гаевская-Соколова и другие. Советские ученые пытаются растянуть жесткий срок в несколько минут между клинической и биологической смертью. На основе успехов физиологии они уверенно добиваются того, что еще немного лет назад казалось бы чудом. Профессор В. С. Галкин открыл, что при наркозном сне клетки организма продолжают жить в таких условиях, которые смертельны в обычном положении. Например, собака, утопленная в состоянии наркозного сна, не погибла. Организм ее обходился тем ничтожным количеством кислорода, который в нем оставался. Это открывает возможность сохранения нервной системы в критических условиях, например, если смерть происходит при операции. Большой интерес представляет работа профессора С. С. Брюхоненко с искусственным сердцем. С помощью этого искусственного сердца, названного им «автожектором», Брюхоненко возвращает жизнь животным, у которых из вскрытой вены откачивается кровь. Остановившееся при этом сердце и мертво-стеклянные глаза не вызывают сомнения в том, что перед вами труп собаки. Но вот ученый включает свой аппарат. По жилам «мертвого» животного пошла теплая и обогащенная кислородом кровь другой собаки. И произошло «чудо»: голова постепенно оживает, сузились зрачки, они прореагировали на яркий свет в операционной, дрогнула губа, и слабо забилось сердце. Прошла еще минута, и собака вздохнула, зашевелила конечностями, потом она взвизгиванием подтвердила о своем оживлении. Теперь искусственное сердце можно отключить: у собаки уже заработало свое сердце, а легкие обогащают кровь кислородом. Автожектор Брюхоненко заменяет в организме деятельность остановившегося сердца, пока сердечная мышца не возобновит своих сокращений. Ученые заставляют отступать и смерть. НАУКА О СОЗНАНИИ Долгое время исследователи считали, что психическую деятельность человека нельзя изучать теми же методами, какими изучают деятельность органов тела, и при исследовании физиологических процессов останавливались у границы, где начиналась сфера «душевных» процессов. 34* 531
Смело приподняли завесу над темной дотоле областью психических явлений русские исследователи. Первым среди них был знаменитый физиолог Иван Михайлович Сеченов (1829—1905). В 1863 году молодой ученый опубликовал свой труд «Рефлексы головного мозга», где убедительно показал, что высшую нервную деятельность человека можно изучать опытным путем. Всякое живое существо находится в постоянном взаимодействии с окружающей средой, указывал Сеченов. Способность организма реагировать на изменение во внешней среде полезными для себя действиями — важнейшее свойство всего живого. Без приспособления к меняющимся условиям среды организм не мог бы сохраняться. Одна чувствительность сама по себе не имела бы никакой цены, если бы следом за ней сразу же не происходило изменения в состоянии всего организма или его частей. Сеченов доказал, что деятельность всего организма теснейшим образом связана с нервной системой. Воздействие внешней среды на организм и есть раздражение. Непосредственный ответ организма на такое раздражение называется рефлексом. У простейших животных эти ответы — рефлексы — имеют непроизвольный, автоматический характер. Крошечные инфузории торопливо двигаются в капельке воды взад и вперед, не обнаруживая как будто никакой зависимости от окружающего мира. Но стоит только положить в каплю крупинку соли, как они немедленно удалятся от нее. Возле зеленой водоросли инфузории, наоборот, будут собираться. Причиной движения является раздражение или от соли, или от кислорода, выделяемого водорослью. Соль вредна, а кислород необходим для жизни. Различные раздражения вызывают соответствующий им ответ. Ответ на раздражения у высших животных происходит, конечно, далеко не так просто, как у инфузорий. У высших животных и у человека нервная система уотроена сложно. Она связывает работу мозга с органами чувств и с двигательными органами. Через органы чувств мозг оповещается обо всех переменах, происходящих вокруг. А через двигательные органы регулируется поведение. Опыты над лягушками позволили Сеченову установить, что не все участки головного мозга одинаково отвечают на раздражения. Ученый нашел такой участок головного мозга в области зрительных бугорков, который тормозит, то есть задерживает, рефлексы. Этот участок назван был впоследствии «сеченовским центром», а само явление получило название «центрального торможения». Торможение защищает нервные центры от переутомления, выключая их связи со средой на время сна, забытья или оцепенения. Частичное торможение дает возможность сосредоточиться на одном важнейшем раздражителе, приглушая для этого другие. Уже знакомый читателю выдающийся врач-исследователь Филома- фитский еще раньше Сеченова, изучая нервную систему, нашел, что человек напряжением воли может тормозить ответы да раздражения. Вот что писал он в связи с этим: «Человек, приготовившийся и ожидающий какого-нибудь раздражения, встречает и переносит оное покойно... Человек, углубившийся в мечту, вздрагивает от малейшего стука или легкого к нему прикосновения рукою. Здесь все сводится на сле- 532
дующий закон: из двух стимулов, действующих ни нервы, противодействие возбуждает тот из них, который сильнее; в нашем случае воля сильнее тех раздражений, которай производит сочувственные движений». Филомафитский, как мы ёи- дим, сделал первый шаг к обнаружению явления торможений, честь открытий и изучения которого принадлежит Семенову. Проводя свои знаменитые опыты с лягушкой, И. М. Сеченов открыл у нее зачатки той нерЁной деятельности организма, которая в Своем полном разЁитйи отличает человека от всех иных существ. Понятна ярость, с которой реакционеры обрушились на учение Сеченова. Иван Михайлович Сеченов. «Как же можйо анализировать душейную деятельность человека с помощью опытов над лягушкой!» — возМущалиСь цензоры кйиги Сеченова «Рефлексы головного мозги», содержавшей изложение материалистических открытий ученого. Книгу Признали «неоспоримо вредной», а против автора было возбуждено судебное йреслеДоваНйе. Когда друзья спросили Сеченова, кого из адвокатов он думает пригласить для своей защиты на суде, он ответил: «Зачем мне адвокат? Я вбЗьМу с собой в суд лягушку и проделаю перед судьями все мои опыты, пускай тогда прокурор опровергает меня». Опасаясь провала обвинения и боясь Нозбудить процессом еЩе больший интерес к работе СеченоЁа, министр внутренних дел снял арест с книги й прекратил судебное преследование автора. Книги талантливого физиолога служили и служат мощным оружием в руках Материалистически мыслящих людей. Он опытами доказал, что мозг — основа сознания, а также деятельности всех органов тела. Прекращается деятельность мозга, прекращается и душевная жизнь. «К чести русского ума, — писал И. П. Павлов, — нужно сказать, что Сеченов первый начал изучение психических явлений». Работа «Рефлексы гоЛОвйого мозга», отмечает Павлов, была исходной точкой в исследова- нййх, положивших начало учению об условных рефлексах. «...Я рад, что вместе с Иваном Михайловичем и полком моих дорогих грудников, — говорил И. П. Павлов, — мы приобрели дЛя могучей власти физиологическое исследования вместо Половинчатого весь нераздельно животный организм. И это — целиком наша русская неоспоримая заслуга в мировой науке, в общей человеческой мысли». Около половины всех работ И. М. Сеченова имеет физико-химическое направление. Еще в докторской диссертации он выдвинул тезис: «Физиолог — это фйЗйко-химик, имеющий дело с явлениями животных организмов». Эти слова он в Первую очередь отнес к своему творчеству, Около- 12 лет Сеченов Изучал процесс поглощения углекислоты кровью. 533
Благодаря его исследованиям врачи узнали, при каких условиях углекислота связывается кровью и при каких она освобождается. Исследования русского ученого облечены были в форму закона, который известен сейчас под именем закона Сеченова. Глубокое понимание физико-химических процессов, происходящих в крови, позволило Сеченову решить совершенно новый для того времени вопрос физиологии человека, возникший в связи с воздухоплаванием. Он объяснил процессы, происходящие в организме человека, попадающего в разреженную атмосферу. Сеченов определил причину гибели французских воздухоплавателей, поднявшихся в 1875 году на высоту 8 400 метров. Работами Сеченова было положено начало авиационной физиологии. На трудах Сеченова воспитывалось не одно поколение русских врачей. Его книги изучал В. И. Ленин. В 1904 году Владимир Ильич писал из Женевы М. А. Ульяновой о том, чтобы она купила ему в числе других книг незадолго до того вышедшие «Элементы мысли» Сеченова. * * * Ученик Сеченова Николай Евгеньевич Введенский (1852—1922) продолжил работу над изучением природы торможения. Оказывается, под влиянием раздражителей в живой протоплазме происходят изменения, приводящие ее в возбужденное состояние. С этого и начинается биологическая реакция организма на воздействия внешней среды. Затем следуют другие явления и, наконец, ответная реакция организма — сокращение мышц, выделение того или иного вещества и т. п. В простейших организмах ответная реакция может следовать от того же места, куда поступило раздражение. Но у сложных организмов участки, где формируется ответная реакция, почти всегда находятся далеко от участка раздражения. В этих случаях протоплазма передает возбуждение по нервной системе к головному мозгу. Сильное раздражение может привести к необратимому возбуждению протоплазмы, то есть к ее гибели. Однако в процессе эволюционного развития протоплазма приобрела интересное свойство: сильное раздражение вызывает у нее состояние, названное Введенским парабиозом. При нем даже сильные возбуждения не проводятся протоплазмой в нервную систему, которая таким образом предохраняется от перевозбуждения. Своими тщательными опытами Введенский установил, что нерв, в отличие от остальных тканевых элементов нервной системы — мышцы и нервных окончаний, способен выдерживать без заметного утомления очень длительные раздражения. Нервное волокно может без изменения ритма воспроизводить до 500 периодов возбуждений. У мышцы же эта величина вдвое меньше, а способность сохранять ритм теряется уже после первых моментов раздражения. Работы Введенского раскрыли тончайшую взаимосвязь между элементами нервно-мышечного аппарата. Мышца отвечает действием лишь на те возбуждения, которые не изменяют ее ритма. Но стоит только дойти до нее по нервному волокну импульсам частых и сильных раздражений, как ритм меняется, и вместо работы она проявляет торможение. Характерной особенностью торможения является то, что оно не пред- 534
ставляет собой истощения сократительных сил мышцы. «Торможение, — пишет Введенский, — это организованный покой». Один и ют же нерв, подходя к мышце, при нормальном возбуждении заставляет ее сокращаться и производить работу, а при сильном и частом раздражения, наоборот, «выключаться», что обеспечивает мышце, как более утомляемому органу, отдых. Своими исследованиями Н. Е. Введенский внес ценный вклад в мировую физиологическую науку. sfc % % Одним из первых, занявшихся изучением строения головного мозга, был украинский ученый Владимир Алексеевич Бец (1834—1894). Много лет посвятил он этой работе. Исследуя кору головного мозга, Бец открыл, что ее части имеют различное строение. В 1874 году в своей работе «Два центра в корковом слое человеческого мозга» он указал на существование в составе коры головного мозга гигантских пирамидальных клеток. Эти клетки стали потом называть именем Беца. Следующая его работа «О подробностях строения мозговой коры человека», опубликованная в 1882 году, показывает, на какие основные области расчленяется кора головного мозга. Это деление сохранилось в науке до настоящего времени. Свои исследования коры головного мозга человека Бец производил по приготовленным им же срезам. Всего им было сделано около 8 тысяч препаратов мозга. Ценность коллекции этих препаратов огромна, так как никто до Беца не занимался изучением строения мозга. Русскому ученому за его коллекцию предлагали большую сумму денег, но патриот- ученый передал ее в дар Киевскому университету, где она хранится и сейчас. При поражении отдельных частей головного и спинного мозга, а также периферической нервной системы нарушается речь, появляются параличи конечностей, местные судороги. Эти нарушения в организме лечат невропатологи. При поражении всего головного мозга наступает психическое расстройство, лечением которого занимаются психиатры. И невропатология и психиатрия, как отдельные отрасли медицинской науки, в огромной степени обязаны трудам выдающегося врача, ученого-материалиста Владимира Михайловича Бехтерева (1857—1927). Внимательно изучая строение нервной системы, он открыл много нового. Им обнаружены важные пучки нервных волокон и ядер, названных потом именем Бехтерева. Исследуя проводящие пути спинного и головного мозга, он обнаружил отдельные скопления нервных клеток, выполняющих роль нервных центров, и описал ход нервных волокон, проводящих двигательные или чувствительные раздражения. Подробно изучая нервную систему, Бехтерев раскрыл роль различных отделов ее в деятельности органов и систем человеческого организма. Таким образом, ему вместе с Н. А. Миславским удалось, например, 535
открыть в промежуточном Мозгу центры, управляющие деятельностью сердца, кровеносных сосудов, желудочно-кишечного тракта, зрачков и других органов. В 1895 году Бехтерев сделал еще одно крупное открытие, имеющее огромное значение ё деятельности нервной системы: он доказал, что при раздражении мозговых центров наступает торможение соответствующих йервных центров. В труде «Основы учения о функциях мозга», выпущенном семью книгами в 1903—1907 годах, Бехтерев подвел итог своим двадцатилетним исследованиям в области физиологии нервной системы. Его труд имеет, ценность и в наши дни. Установив связь между нервной системой и болезнями, возникающими в результате нарушения нервной системы, Бехтерев предложил новые способы лечения нервно и психически больных. Опухоль мозга, например, своим давлением вызывает вполне определенные расстройства. Бехтерев показал, что изучение подобных расстройств позволяет точно определить место поражения, а отсюда делать вывод о применении того или иного метода лечения или хирургического вмешательства. Благодаря работам Бехтерева получили объяснение такие болезни, как одеревенение позвоночника, эпилепсия и другие. Владимир Михайлович Бехтерев — пионер нейрохирургии. В его клинике впервые выполнялись хирургические операции мозга. Учиться к нему приезжали многие врачи из-за границы. Ийан Петрович Павлов (1849—1936) открыл новую эпоху в физиологии й в медицине. Это был мужественный борец за материалистическое понимание жизненных процессов. Павлов утвердил в науке представление об организме как о едином целом и, что особенно важно, находящемся в естественных отношениях с внешней средой. Павлов нашел в кровеносных сосудах чувствительные «приборы», которые регистрируют колебания кровяного давления и сигнализируют мозгу об изменениях химического состава крови. Органы тела, как Показал он, находятся под тройным контролем: под контролем нервов, заведующих «пуском», работой и «остановкой» этих органов, под контролем нервов, следящих за химическим изменением, и нервов, регулирующих сужение и расширение сосудов. Это открытие Павлова позволило глубже вскрыть причины болезненных изменений в организме и найти новые Методы лечения многих болезней. До Павлова наука имела смутные представления о работе пищеварительных желез. Исследуя эту область, Павлов раскрыл взаимосвязь между внешней средой и деятельностью органов пищеварения. Он доказал, какую важную роль играет нервная система в возбуждении пищеварительных желез и в приспособлении их работы к условиям питания. Павлов своими опытами над животными показал, как с помощью нервной системы очень тонко регулируется химический состав и количество пищеварительных соков в зависимости от введенной пищи. 536
Выводы яз своих работ по пищеварению Павлов суммировал в 1897 году в небольшой книге «Лекции о работе главных пищеварительных желез». Эти лекции были переведены почти на все языки мира. В 1904 году Павлову за работы в области пищеварения была присуждена Нобелевская премия. Но изучение физиологии пищеварения было для русского ученого преддверием к исследованию высшей нервной деятельности животных и человека. Он открыл неизвестные еще тогда науке рефлексы, которые назвал условными рефлексами. До этого были известны только безусловные рефлексы, среди которых различались простые, например кашель при попадании посторонних Пеан Петрович Павлов. тел в дыхательное горло, и сложные, обыкновенно называемые инстинктами — пищевой, оборонительный, половой и другие. Рефлекс — это реакция организма на воздействие среды. С помощью рефлекса совершаются все процессы, связанные с воздействиями извне. Например, пища, попадая в рот, раздражает чувствительные окончания вкусовых нервов. Это раздражение видоизме~ няется в нервный процесс возбуждения, передающийся соответствующим участкам мозга, откуда по другим нервным путям следует распорядительная реакция к слюнным железам. Выделяющаяся при этом слюна есть безусловный рефлекс на принятие пищи. Он имеется у любого животного с момента рождения. Павлов доказал, что, помимо этих безусловных, то есть врожденных рефлексов, могут быть рефлексы условные, то есгь приобретаемые в процессе жизни. Таким рефлексом является, например, выделение слюны при световом или звуковом сигналах, которым до этого сопутствовало кормление животного. Если в течение некоторого времени совмещать с едой действие света, звука или других раздражителей, то они в конце концов даже без пищи будут вызывать слюноотделение. Это появился условный рефлекс. Условные рефлексы разнообразны и возникают в процессе взаимоотношения организма и среды. К ним относятся простые рефлексы, связанные с приемом пищи; они свойственны и животным и человеку. Сюда же относятся и сложные рефлексы — речь, письмо; эти рефлексы имеются только у человека. Обогатив науку учением о новых видах рефлексов, Павлов открыл тем самым величайшие просторы для развития физиологии. Учение об условных рефлексах, созданное Павловым, дало возможность проникнуть во внутренний мир животных и по-научному объяснить их поведение. Это, в свою очередь, помогло перейти к изучению высшей нервной деятельности человека. 637
Собаки прибегают на зов хозяина не потому, что они рассуждают, а потому, что со знакомым звуком зова много раз совпадали ласка, лакомство, в результате чего в мозгу собаки зафиксировалась связь между голосом хозяина и кормлением, и теперь собака бежит на зов. У нее выработался условный рефлекс. Условные рефлексы оставляют в мозгу временные изменения — временные связи, а безусловные — постоянные связи. Врожденными безусловными рефлексами обладают и высшие и простейшие животные. Способность же вырабатывать условные рефлексы развита только у высших животных. Наличие безусловных рефлексов объясняется тем, что в головном мозгу животного или человека образовался постоянно один и тот же ответ на данную реакцию. Условные рефлексы — это приспособительные ответы. Они, как показал Павлов, временны, но в высшей степени вероятно, заключает Павлов, что условные рефлексы при одних и тех же условиях жизни через ряд поколений переходят в безусловные. Безусловных рефлексов немного. Количество же условных рефлексов практически неисчислимо. На них зиждется способность организма приспосабливаться к вечно меняющимся условиям внешней среды. До Павлова неизвестно было, какой орган регулирует приспособление организма к меняющимся условиям окружающей среды. Ответить на этот вопрос означало объяснить причины, вызывающие изменения в живых существах в процессе их исторического развития. И вот Павлов на основании своих опытов с животными разъясняет: нервная система высших животных, несмотря на свою сложную работу, централизована. Управляет ею кора больших полушарий головного мозга. Эта кора ведает всеми явлениями, протекающими в организме, и она же рефлексами регулирует взаимосвязь организма со средой. Жизнь организма зависит от приспособления к непрерывным изменениям внешней среды, а такое приспособление ведет к специализации и совершенствованию органов чувств. Условные рефлексы играют в этом решающую роль. Условный рефлекс Павлов рассматривал как явление одновременно и физиологическое и психическое. Это открытие позволяет изучать психические процессы при помощи условных рефлексов. * * * Развивая свое учение об условных рефлексах, И. П. Павлов сумел научно объяснить, как возникает в организме заболевание. Кора больших полушарий головного мозга, указывает он, — это страж здоровья организма, она все время охраняет организм от возникновения болезни. И лишь в том случае, когда деятельность ее нарушается, появляются условия для развития болезни. С устранением и ослаблением деятельности больших полушарий появляются «хаотические реакции». Эти реакции закрепляются корой в виде болезненных рефлексов, расстраивающих потом нормальную рефлекторную деятельность организма. Так формируется невроз. В лаборатории Павлова впервые в истории науки началось изучение неврозов. Проводившая эту работу ученица Павлова М, К. Петрова 538
установила, что определенными раздражениями можно вызвать у животного неврозы, которые обычно сопровождаются болезненными расстройствами дыхания, язвенными процессами, экземами и тому подобными болезнями. Опыты М. К- Петровой были только первым шагом в изучении процесса нервного расстройства и вызываемых вследствие этого заболеваний. И. П. Павлов писал: «Наша власть знания над нервной системой должна выявиться в еще большей степени, если мы будем не только портить нервную систему, но потом и поправлять по желанию». Нервная система при сильном перенапряжении ее служит причиной возникновения болезней. Эта же нервная система, приведенная в норму, является организующим началом при выздоровлении организма. Роль нервной системы в течении заболеваний блестяще развил на базе павловского учения замечательный деятель медицины А. Д. Сперанский. Нервная система, как указывает Сперанский, выступает посредником между всевозможными раздражителями внешней и внутренней среды и тканями организма. Но когда эти раздражители вызовут перегрузку нервной системы, в организме начнется болезненный процесс, который может развиваться и без участия вызвавшей его первопричины: микроба, вируса, яда и прочих раздражителей. И вмешательство врача в таком случае, разъясняет Сперанский, должно быть направлено на весь организм больного, на его нервную систему и на нервные механизмы, определяющие болезненный процесс. * * * До Павлова ни сон, ни гипноз не имели подлинного научного объяснения. Павлов нашел, что в мозгу непрерывно взаимодействуют два нервных процесса — возбуждение и торможение. Когда процесс возбуждения преобладает, человек бодрствует, но как только перевес появляется на стороне торможения, наступает сон. Сон — это отдых мозгового аппарата, и гипноз есть неполный, настороженный сон. До Павлова было непонятно, например, как можно вызвать у загипнотизированного человека ощущение ожога на коже одним только словом: «жжет», «горячо». Павлов объяснил, что с детства у человека эти слова многократно совпадали с реальным ожогом и в мозгу образовались временные связи (условные рефлексы). Когда мозговые центры загипнотизированного человека находятся в состоянии настороженного сна, достаточно произнести слово «жжет», и от одного этого звука появляется ощущение ожога. Дав научное объяснение гипнозу, Павлов открыл тем самым путь к использованию этого частичного сна для лечения болезней. Советские врачи излечивают теперь гипнозом некоторые недуги, вызванные нервными болезнями. На основе учения Павлова его ученики А. Г. Иванов-Смоленский, Э, А. Асратян, Ф. А. Андреев и другие разработали новые методы лечения болезней — лечение сном. Продолжительный сон оказался прекрасным исцелителем многих недугов. Сном излечиваются нервные заболевания. С помощью сна быстрее заживают раны. »«.<»>> i\ Jl JU»««»>. ЛЕКЦ1И РАБОТ* ГЛАВВЫХЪ ПШЕВШТШШГЫШЗ'Ъ Титульный лист книги И. 17. Павлова. 539
Советские врачи с позиций павловского учения об условных рефлексах открыли способ усыпления больных без помощи снотворных средств. Для этого используются однообразные раздражители: искусственный дождик, монотонный шум которого имитируется шумом падающего зерна, приятно согревающее тело тепло и другие, * * * Ученики Павлова вскрыли взаимоотношения головного мозга не только с внешней средой, но и со средой внутренних органов, таких, как печень, сердце, кровеносные сосуды, дыхательный аппарат и т. д. У всех этих органов найдены особые чувствительные «приборы», которые воспринимают изменения давления крови, химического состава соков и другие, сигнализируя об этом головному мозгу. Оказалось, что на деятельность любого органа возможно выработать условный рефлекс. В желудок собаки через фистулу вливался спирт определенной крепости и определенной температуры. Наступало опьянение. После нескольких опытов опьянения в желудок вливали воду той же температуры, что и спирт, и собака была пьяна от воды, как от спирта. Вода другой температуры опьянения не давала. У собаки выработался новый условный рефлекс. Что же произойдет, если раздражители одного типа поступят одновременно и из внешней и из внутренней среды? Которого из них будет слушаться организм? Это проверили на опыте с животными. У собаки выработали два пищевых условных рефлекса — внешний и внутренний. На внешние раздражители следовала моментальная информация мозга, измеряемая сотой долей секунды, а на внутренние — более медленная. Когда пускали в ход одновременно оба раздражителя, собака к пище не притрагивалась. Если вслед за внешним «раздражителем на еду» включали внутренний, то готовность к еде увеличивалась. Но стоило только переставить местами раздражители, то есть за внутренним включить внешний, наступало торможение — собака переставала есть. Провели и другой опыт. У собаки было выработано два условных рефлекса: внутренний — двигательный, внешний — пищевой. Когда пускали в ход «раздражитель на движение», собака поднимала лапу. Дальше, не снимая этот раздражитель, включали «раздражитель на еду»; при этом двигательная реакция обрывалась, и появлялось слюноотделение. Слюна льется, лапа неподвижна, но собака еду не берет. Такими наблюдениями выявили, что в мозгу происходит как бы «отсортировка» сигналов из внутренней и внешней среды и распределение их по «важности». Ответ следует только на один рефлекс. Резуль- татОхМ является общее поведение животного. Так в коре головного мозга формируются процессы, которые мы называем высшей нервной деятельностью. Павлов, изучая высшую нервную деятельность у животных, всегда предупреждал, что нельзя механически переносить на человека результаты, полученные в опытах над животными. 540
«Для животного, — пишет он, — действительность сигнализируется почти исключительно только раздражениями и еледами их в больших полушариях, непосредственно приходящими в специальные клетки зрительных, слуховых и других рецепторов организма». Эту деятельность организма под непосредственным воздействием меняющихся условий среды на органы чувств Павлов назвал первой сигнальной системой действительности. Она присуща животным. Вторая сигнальная система действительности характерна для человека, Здесь, пишет Павлов, произошла чрезвычайно важная прибавка к механизмам нервной деятельности. Появились, развились и усовершенствовались сигналы второй степени — в виде слов, произносимых, слышимых и видимых. Эти сигналы «представляют собой отвлечение от действительности и допускают обобщение, что и составляет,., специально человеческое высшее мышление, создающее сперва общечеловеческий эмпиризм, а наконец, и науку — орудие высшей ориентировки человека в окружающем мире и в себе самом». Исследованиями Павлова и его учеников доказано, что в коре головного мозга существует два специальных нервных центра, имеющих прямое и материальное отношение к развитию речи: чувствительный центр в так называемой слуховой области коры и центр двигательный в лобной части. Все известные нам способности человека имеют свою материальную базу. * * * Учение Павлова доказывает, что перспектива развития мозга человека любой расы, любой национальности в процессе развития общества бесконечна. Это учение наносит уничтожающий удар теориям о «полноценных» и «неполноценных расах» в некоторых капиталистических странах. Против проповедников «расовых теорий» выступал еще И. М. Сеченов.. Нет высших и низших рас, писал он. «Умного негра, лапландца, башкира европейское воспитание в европейском обществе делает человеком, чрезвычайно мало отличающимся со стороны психического содержания от образованного европейца», — эти слова замечательного русского ученого направлены против тех, кто развивал и развивает всяческие «расовые теории». Гениальное учение И. П. Павлова о высшей нервной деятельности ознаменовало собой новую эпоху в развитии творческого естествознания. Человеческий мозг, который создал и создает естествознание — науку, раскрывающую существующие в природе закономерности, сам стал объектом естествознания. Учение Павлова имеет в разных странах многочисленных последователей и учеников. Специальные, так называемые павловские, лаборатории были созданы в Англии, Америке, Франции и в ряде других стран. «Он наш общий учитель», — говорил о нем французский ученый Лапик. Английский ученый Резерфорд писал о русском физиологе следующее: «Академик Павлов был исключительно выдающимся физиологом, который сделал очень многое для развития науки. Его работы по изучению условных рефлексов вызвали восхищение во всем мире». 541
Учение великого физиолога лежит в основе физиологии, медицины и психологии. Последователи и ученики Павлова успешно развивают его . идеи в клинической медицине. Идеи Павлова положены в основу работ советских фармакологов — специалистов, занимающихся приготовлением лекарств. Умение Павлова используют врачи-гигиенисты, а также инженеры при проектировании новых городов, заводских цехов, школ, больниц, жилищ, санаториев и ддугих общественных зданий. Наши врачи-курортологи при установлении режима санаторно- курортного лечения тоже основываются на учении Павлова. Гений Павлова во всем величии развернулся в революционную эпоху. Ученый был горячим патриотом, гордившимся своей Родиной, своим народом, своей наукой. «Волнующее чувство испытываю я, — признавался Иван Петрович, — когда приходится выступать перед иностранцами. Невероятно остро понимаешь тогда, что русский ты человек, и каждая капля твоего дела приносит Родине пользу или вред. Это чувство всегда было остро во мне... Только пустые люди не испытывают прекрасного и возвышающего чувства Родины».
ВКЛАД В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ ЗЕМЛЕДЕЛЬЧЕСКАЯ НАУКА Опыт русских земледельцев издавна представлял собой ценнейшую сокровищницу агротехнических знаний. В Москве, на том месте, где ныне раскинулся Измайловский парк культуры и отдыха, около трехсот лет назад находилось большое хозяйство, обслуживавшее царский двор. Управлял этим хозяйством И©ан Протопопов. Сюда привозили лучшие растения, выведенные русскими крестьянами: из Суздаля — крупный горох, белый суздальский, из Пскова — лен-долгунец... Под наблюдением главного садовода Федора Иванова здесь росли тутовые деревья, сеялись семена «бумажного дерева» (то есть хлопка). В Измайлове имелся виноградный сад площадью в квадратную версту. Саженцы для него привозили из Киева. Занимался этим садом Иванов, у него были помощниками Савелий Леонтьев и Федор Исаков. Фруктовые Измайловские сады — яблоневый, два вишневых и один с грушами и сливами — защищены были с холодной стороны высокими пряслами. Меж фруктовых деревьев росли ягодные кусты — малина, смородина, крыжовник; фруктовые деревья и ягодные кусты приносили богатые урожаи. На огородах, кроме овощей и «поваренных растений», разводили душистые и лекарственные травы. В парниках выращивали ранние огурцы, арбузы и даже дыни. Из разных мест России сюда были привезены племенной скот и птица. Свыше двух тысяч голов различного скота числилось на скотном дворе. На речках Измайловке и Пехорке были вырыты пруды, в которых разводилась рыба. 543
В XVII столетий Измайлово было крупным опытным хозяйством, слава которого разнеслась далеко за пределы Руси. Иностранцы приезжали туда, чтобы познакомиться с мастерством русских земледельцев, Больше 200 лет назад, когда для получения ценного красителя, заменявшего индиго, и Франция и Германия привозили из далеких стран вайду (растение, содержащее краситель), русские земледельцы сами выращивали это редкостное растение, называемое ими синилом. В Воронежской и Орловской губерниях плантациями этого растения были заняты сотни десятин земли. В одной только Пензенской губернии вайдой было засеяно 500 десятин. Впоследствии удалось акклиматизировать это растение и в северных областях страны. Профессор Московского университета В. Г. Назаров в начале прошлого века с успехом выращивал вайду в Москве и достиг совершенства в извлечении из нее синей краски, Интересна история подсолнечника. В XVI веке в виде дикого растения он привезен был из Америки, В сороковых годах прошлого века крестьянин слободы Алексеевки Би- рючского уезда Воронежской губернии Бокарев явился инициатором выращивания подсолнечника как масличной культуры. Посеяв в 1841 году подсолнечник на огороде, он после удачных опытов выжимки масла из семян этого растения стал высевать подсолнечник в поле.^ Опыт Бокарева переняли многие крестьяне. В Бирючском уезде в пятидесятых годах прошлого века посевы подсолнечника занимали площадь в 16 тысяч десятин. Вскоре подсолнечник стали разводить в Саратовской, Полтавской и других губерниях, Русское земледелие накапливало знания о почве, о ее обработке, о питании растений. Выдвинулись талантливые теоретики земледелия. В 1771 году вышло в свет сочинение профессора земледелия Москов* ского университета Матвея Ивановича Афонина «Слово о пользе, знании, собирании и расположении чернозему, особливо в хлебопашестве». В своем труде Афонин указал на необходимость изучения почв в масштабе целой страны. Нужно знать, каковы почвы в каждой деревне, в каждом уезде, в любом уголке России, тогда можно будет, считал ученый, удобрением и влагозадержанием изыскать способы «к изобильнейшему рождению и умножению хлеба». Как мы увидим дальше, начал претворять мечты Афонина в жизнь В. В. Докучаев. Говоря о влагозадержании, Афонин советовал для задержки талых и дождевых вод проводить на полях поперечные борозды. Такой способ применяется и в современной земледельческой практике, Развитию агрономической науки* много способствовал замечательный естествоиспытатель Андрей Тимофеевич Болотов (1738—1833). Научное наследство его состоит из 448 печатных работ; он был выдающимся агрономом, блестящим ботаником и замечательным экономистом. Болотов обобщил многовековой опыт борьбы русских крестьян с сорняками — злейшими врагами земледелия; составил прекрасную классификацию сорняков и описал способы борьбы с ними. Изучая семена сорных трав, Болотов установил, что многие из них способны сохраняться в почве несколько лет и вдруг, как бы неожи- 544
Иван Владимирович Мичурин в своем саду.
Андрей Тимофеевич Болотов. данно, давать всходы. Так, в «лебединые годы» вместо посеянной ржи родится «наигустейшая лебеда», — это проросшие при благоприятных условиях семена сорняков заглушили культурные растения и погубили урожай. Болотов предложил очень простой и удобный способ очистки пшеницы, засоренной семенами вики. На наюшнный стол с гладкой поверхностью ссыпается зерно. Округлые семена вики быстро скатываются и падают дальше от стола, а пшеница остается возле него. Этот принцип разделения семян лег впоследствии в основу конструкций сортировочных машин типа «горка» и «змейка». Важное условие для успешной борьбы с сорными травами — это правильная обработка почвы и прополка, указывал Болотов. Даже навоз засоряет почву семенами сорняков, не переварившихся в желудке животного, и поэтому особенно много сорняков бывает после удобрения земли свежим неперепревшим навозом. В работе «Об употреблении скотского навоза» (1773) Болотов указывал, как избежать засорения полей. В работе «Об истреблении костеря в пшенице» Болотов указал способ, как бороться со злостным сорняком пшеницы — костёром. С учением о борьбе с сорняками Болотов выступал неоднократно в русской печати. Новатором оказался Болотов и в вопросе о питании растений. В то время еще многие ученые поддерживали водную теорию питания растений. Болотов писал: «Многие того мнения, что земля не что иное, как сосуд, в котором пища произрастений содержится; а питаются они единою водою, или сыростью...». Русский естествоиспытатель не разделял этого мнения. В 1770 году Болотов опубликовал работу «Об удобрении земель», где доказывал, что для питания растений в почву следует вносить удобрения как органические, так и минеральные. Болотов не признавал «гумусовой» теории, согласно которой основной пищей растения считался почвенный перегной — гумус. Он отстаивал и пропагандировал -более прогрессивное направление в науке о питании растений, согласно которому питательные вещества берутся растительными организмами и из воздуха, и из воды, и из почвы. Болотов был одним из первых ученых, пропагандировавших насаждение лесов. Занимался Болотов и проблемой севооборота. В 1771 году в своей книге «О разделении полей» вместо существовавшей в России паровой системы земледелия в форме трехпольного севооборота он предложил 36 Рассказы 545
выгонную систему. Эта система предусматривала использование «отдыхающих» от посевов угодий в качестве пастбищ для скота. Эту систему Болотов проверил на практике в имении Дворяниново и предлагал ее для широкого распространения. Плодородие почвы увеличивается, писал он, так как в ней за три года накопляется корневая залежь отживших трав, а выгон скота на пастбище дает хорошее унавсъ живание. Он доказал на практике, что не может быть общего севооборота для нескольких стран, так как почва, климат и другие условия в разных странах и даже в разных частях нашей огромной страны неодинаковы. «Что хорошо для небольшого клочка земли в Англии, не годится для необозримых русских полей», — писал он. Такие страницы сочинений Болотова были направлены против помещиков — «англоманов», слепо переносивших в Россию опыт английского земледелия. В «Экономическом магазине» — журнале, выпускавшемся А. Т. Болотовым вместе с известным передовым общественным деятелем XVIII века Н. И. Новиковым, — было опубликовано интересное сообщение об опытах посева яровой пшеницы под зиму. Автор статьи писал: «Уже тому назад другой год, как сделал я опыт в посеве обыкновенной летней пшеницы под зиму. Земля для сего вспахана на высоком, ровном месте осенью; и как скоро наступили такие морозы, от которых земля ночью несколько замерзала, а днем от солнца распускалась, то есть в последних числах октября и в начале ноября месяцев, то засеивал я мою пшеницу, которая и родилась крупнее и лучше сеянной весною таковой же пшеницы. Стужа зимняя не делала ей никакого' вреда., только б она не взошла осенью». В указанном журнале Болотов напечатал сотни статей под разными фамилиями, пропагандируя свои нововведения в сельском хозяйстве. Можно думать, что и эта статья явилась изложением его опытов, хотя подписана она была именем «Трудолюба Сенгилеева из города Симбирска». Болотова неоднократно награждало Вольное экономическое общество. Так, в 1770 году он получил Большую золотую медаль за сочинение «Наказ для деревенского управителя» — практические советы для управляющих сельскохозяйственными имениями. Через год общество присудило ему серебряную медаль за сочинение «О разделении полей». Большой вклад в агрономическую науку сделал замечательный русский агроном XVIII века Иван Михайлович Комов (1750—1792). В 1788 году он опубликовал свой труд «О земледелии» — руководство по агротехнике сельскохозяйственных культур. В этой книге Комов говорил о глубокой связи агрономии с другими науками, приводил сведения о жизни растений. Описывая воздушное питание растений, Комов указывал, что листья растений при освещении «очищают» воздух, а в темноте «загрязняют». Много внимания уделил Комов и почвенному питанию растений. Считая навоз главным видом удобрения, он не был и против минеральных удобрений, хотя указывал, что бывают случаи, когда минеральные кислоты и соли вредят растениям. Комов писал: «Известь, золу и прочие в надлежащую пору на пристойную землю и в довольном количестве употреблять, и так же осторожно с ними обходиться надобно, как лекари 546
с лекарствами... дабы вместо врачества не дать яду и больного' не отравить, вместо того чтобы вылечить». Говоря о навозном удобрении, Комов подчеркивал, что оно улучшает структурные свойства почвы. Указывал Комов и на необходимость известкования кислых почв. Для глинистых почв он рекомендует известняк, «ибо хорошее оного на глинистую почву действие лет двадцать и более продолжается; потому что он глину не только делает рыхлу, но, будучи известного свойства, всякую кислоту, в глинистой по большей части земле находящуюся, истребляет». Указанные у него нормы добавки извести в почву совпадают с современными. Комов разработал методы химического анализа почв, позволявшие выявлять необходимость добавления в почву нужных растению питательных веществ. Как и Болотов, Комов считал, что надо увеличивать травосеяние и овощеводство, — это приносит пользу и хлебопашеству и скотоводству: хлеба получают лучшую почву, а скот — хороший корм. Чем больше скота, тем больше навоза, тем богаче будут урожаи. Титульный Руководствуясь принципом: «лучше с мала получить много, чем с много мало», Комов предлагает перейти к наиболее интенсивной системе земледелия — плодосмену. Эта система предусматривает использование земель, «отдыхающих» от посевов зерновых культур, под посадку овощей, поскольку овощи накапливают в почве те элементы, которые необходимы для питания зерновых культур. Ко многому из того, о чем писал Комов еще в 1788 году в книге «О земледелии», ученые других стран пришли значительно позже. Комов предлагает добавлять в почву в умеренном количестве поваренную соль, а также размолотые кости, рыбные отходы и золу. О необходимости добавок этих же веществ говорил и знаменитый немецкий агроном Тэер. В своей книге Комов описывает плодосменную систему земледелия. Превосходство ее доказал и Тэер. Совпадают взгляды у русского и немецкого ученых и в других вопросах. Так, например, Комов разделил растения на две группы: на овощи и многолетние травы и на зерновые. Первые берут из почвы иные питательные вещества, чем зерновые, и, кроме того, обогащают ее, а вторые—истощают. И Тэер приводит точно такое же деление растений. В разностороннем труде И. М. Комова нашли освещение и другие интересные проблемы. Ученый рассказывает об искусственном оплодотворении растений; он учит, как выращивать цветы с новой окраской. Ценные мысли находим мы в книге Комова об искусственном лесонасаждении, о способах укрепления берегов рек и оврагов с помощью лесонасаждения. Комов с гордостью писал, что опыт русского земледелия используется и учеными других стран. «От начала общества (Вольного экономического общества. — Ред.) по сие время 42 книги, земледельными и достойными правилами наполненные, от общества обнародованы, откуда не только единоземцы, но и иноземцы полезные наставления черпают, переводя оные на свои языки с Российского». ЗЕМЛЕДЪЛШ. ПИСАНО и в <i но м ь ко мо вы мь КолАСжскимъАссессоромъ.Моско!- скаго Директора Економ1и Помощником*, гсмлелЪмя и друтхь н*- У'къ Профессором*, Больного Еко« номическаго и Батскаго для обо- дрешя зсмлгд1л1д рукод*лц'| и торгом учрежденного Общеюиа Членомь в ь м ос к вЬ \ тилографт Понфмфриа 35* 547
♦ * ♦ Титульный лист книги М. Павлова «Земледельческая химия». ЗЕМЛБДЪЛЪЧЕСКАЯ X И М I Я. С» ПГСДВАГИТК.НЬНЫМ'Ь хозяистад приготовмтЕикмых-k с.ъдхиш из-ьсстестмниыкъмагкъ о. nattASAMiCM-k соаогь зсмиеудо.гснш у о НЛЧХГТЛШХП ПГАШШП. ыкхлилотлъ павлоъымъ lt<M>iuai Cirtt « >;■ И..... ..... М.........Ь Т...,,,....* М...К ■ С.К...Г. Д.....ДС... ПГ.ф.С<:.Г..к I М.д.М'Ы Д.-.f.» ,.,..,.....» «М И r*T.r<...t M.c...,...li 0«ц.гя.» Од» Ч».**сМ. 3«.JMkj»«*ra.» Ш....Ы Д..а MOCK»* Двадцатые годы прошлого столетия ознаменовались крупным достижением русской науки. На основе агрономии и химии была создана новая наука — агрономическая химия. Одним из основоположников ее был профессор Московского университета Михаил Григорьевич Павлов (мы уже говорили о нем в главе «Русские химики»). В 1821 году Павлов начал читать в Московском университете лекции о сельском хозяйстве. Затем он руководил организованной им же Земледельческой школой. А с 1825 года в его ведение перешел Бутырский хутор опытного земледелия. Павлов выпустил многотомный труд «Курс сельского хозяйства», который в свое время был единственным по полноте и ценности учебным пособием. Огромной заслугой Павлова является то, что он стал соединять химию с агрономической наукой. В 1825 году вышел другой его капитальный труд — «Земледельческая химия». В первой части этой книги Павлов освещает физические, химические и биологические вопросы, знание которых необходимо для успешного развития сельскохозяйственной науки. Вторая часть посвящена землевозделыванию и способам удобрения. Автор глубоко для своего времени раскрыл процессы химического превращения веществ и в почве и в организме растений. Он вступает в научный спор с французским ученым Шапталем, который в своей книге, тоже названной «Земледельческая химия», писал, что минеральные вещества накапливаются в растениях не в процессе их произрастания, а механически попадают туда из окружающей среды. Павлов отверг эти неправильные взгляды. Вот что он писал: «Можно ли составление живых тел объяснять, подобно составлению каменных стен, механически? Но поелику минеральные вещества, причисляемые к составным частям растений, открываются в золе их, а не в самых телах до разрушения, то не мало удивительно: почему химики не обратили доселе на предмет сей большого внимания». И Павлов разъясняет, что «материал питания растений, будет ли он твердый или жидкий, прежде, нежели корнем поглощается, изменяется совершенно». «Растительный процесс, — пишет Павлов, — составляющий собственную жизнь растения, ращение, есть действительно процесс химический, притом непрерывный, как видно из процесса корня, ствола и листа, в кругу действия коих разрушение веществ старого и образование нового следует непрерывно в продолжение жизни растений». Блестяще для своего времени объяснил Павлов и роль листа, в котором под воздействием солнечных лучей происходит образование органического вещества из воды и углекислоты воздуха. Этот процесс, как указывал он, теснейшим образом связан с корневым питанием растений: один без другого они существовать не могут. Правильно поняв процесс образования органического вещества в теле растений, Павлов верно угадывал и те изменения, которые происходят в растениях в результате, как он говорит, «управления соками». «При переменах в растительных телах искусством, — пишет он, — вся тайна состоит в управлении соками; та часть в растении, к которой 548
надравляются соки, выигрывает в количестве и в качестве вещества: на сем основывается возможность нужнейшие для нас части растения получать по величине большими, а по качеству лучшими». «Земледельческая химия» Павлова обобщает богатый опыт. В книге содержится много ценных практических указаний. Так, например, он говорит о том, что иногда земля даже при изобилии питательных веществ и надлежащей смеси минеральных удобрений оказывается неплодоносною. Причину этого Павлов усматривает или в излишней кислотности почвы, или в «труднорастворимости» органических веществ. В таких случаях Павлов советует добавлять в почву известь, размолотые кости, золу — вещества, как говорит ученый, «возбуждающие» почву. В то время когда прогрессивные ученые в России и в Западной Европе стремились использовать достижения науки для блага человечества, представители реакционной науки пытались оправдать угнетение, нищету и голод трудящихся якобы существующими в природе законами. Английский вульгарный экономист Т. Р. Мальтус в 1798 году выпустил книгу «Опыт о законе народонаселения», в которой писал, что живые существа размножаются быстрее, чем это допускается находящимся в их распоряжении количеством пищи. Численность населения, утверждал он, растет в геометрической прогрессии, а количество продуктов может увеличиваться только в арифметической прогрессии. Поэтому постоянно увеличивающемуся населению не хватает продуктов потребления. Следствием этого является нищета, голод, болезни, безработица, высокая смертность. Мальтус предлагал сократить «размножение черни». Его «теория» сулила рабочим лучшую жизнь за счет безбрачия и сокращения деторождаемости. Эта же «теория» вела к оправданию войн и рекомендовала массовое уничтожение населения в колониальных странах. Передовые ученые всего мира встретили «теорию» Мальтуса с огромным возмущением. Рабочие увидели в нем своего врага. Карл Маркс писал, что народ с верным инстинктом чувствовал здесь, что перед ним не муж науки, а наёмный адвокат, защитник интересов его врагов, бесстыдный сикофант1 господствующих классов. В России уничтожающую критику «теории» Мальтуса дал Н. Г. Чернышевский. Против этого «учения» выступил и Д. И. Менделеев. Но у Мальтуса были последователи, которые не сдавались. Они всячески пытались использовать достижения естествознания в реакционных целях. Порождались новые и новые лжеучения. В противовес ученым, работавшим над повышением урожайности, мальтузианцы мрачно утверждали, что плодородие почв катастрофически падает и его не удастся полностью восстановить никакими способами, в том числе и внесением в почву удобрений. Так был изобретен ими «закон убывающего плодородия». Стремясь очистить агрономическую науку от мальтузианской коросты, великий русский химик Д. И. Менделеев сам занялся опытами по увеличению урожайности зерновых культур; для этого он в 1860 году предложил Вольному экономическому обществу провести опыты с удобрением почвы. 1 Сикофант — у древних скифов профессиональный доносчик и шпион. 549
Менделеев вместе с профессором Ильиным приобрел в 1865 году имение и здесь на 60 десятинах пахотной земли организовал опытную сельскохозяйственную станцию. К 1867 году подобные опыты были проведены ученым также в Петербургской, Смоленской и Симбирской губерниях. В опытах Менделеева принимал участие молодой К. А. Тимирязев. Сочетая богатый опыт русских земледельцев с достижениями химии, Менделеев помог агрономической науке выйти из того тупика, в который ее завели «законом убывающего плодородия». Русский ученый на опыте доказал всю несостоятельность этого «закона». «Когда я покупал землю, — пишет Менделеев, — то весь средний урожай на десятину ржи не превосходил 6 четвертей \ в лучшие годы — 8, а в худшие — ограничиваясь лишь 4 или 5... Уже на пятый год средний урожай ржи достиг у меня до 10, а на шестой—14 четвертей с одной десятины...». Результаты своих работ на опытных сельскохозяйственных станциях Менделеев опубликовал в «Трудах Вольного экономического' общества» или отдельными изданиями. Выступая в печати с критикой мальтузианства, он предсказывал, что в области увеличения средств потребления и роста народонаселения научному исследованию «еще много задач и простора, которые Мальтусы видеть и предчувствовать даже вовсе не могли». Своими сельскохозяйственными опытами исследователь доказал, что плодородие почвы повышается не от простого механического возврата в нее питательных веществ, а лишь при научно обоснованной химической и механической обработке почвы. Он указывал, что лишь правильное сочетание минеральных удобрений с органическими повышает плодородие почвы. Минеральная теория питания растений, начало которой, до некоторой степени, положил в XVIII столетии А. Т. Болотов и которую плодотворно развил выдающийся немецкий химик Юстус Либих, сыграла положительную роль в развитии агрономической науки. Теорию питания растений на основании точных данных химии, физики и физиологии растений разрабатывал замечательный русский ученый Климент Аркадьевич Тимирязев. Тимирязев глубоко проник в тайны растительной природы. Он показал роль почвы, которая служит средой, откуда растение получает питательные вещества. Он глубоко раскрыл роль воды в растительном организме. Для образования одного килограмма зерна растение должно выпить около тонны воды. Почему так много? Ведь это в несколько тысяч раз превышает наличие воды в полученном зерне. К. А. Тимирязев в 1893 году в своей работе «Борьба растений с засухой» раскрыл многообразную роль воды в организме растения: вода требуется для транспортирования пищи из почвы; вода служит средой, в которой происходят химические превращения минеральных солей, поступающих из почвы в органические вещества растительного организма; вода участвует также и в образовании этих новых веществ. Но, кроме воды, расходуемой внутри, растение еще много испаряет ее. 1 Четверть — старая русская мера сыпучих тел, она равна 209,9 литра. 550
Климент Аркадьевич Тимирязев. «Вот эта-то вода, — писал Тимирязев, — только проходящая через растение, и составляет источник всех бед для растения и стоящего в зависимости от него человека». Испарение зависит от поверхности листьев. Чем больше воздушная поверхность, тем больше и испарение. А большая поверхность нужна растению для лучшего питания углекислотой, так как углерод, составляющий 45 процентов сухого веса растения, весь получается из углекислоты воздуха, содержание которой в воздухе очень незначительно. Растение испаряет много влаги, чтобы лучше питаться, выбирая путь между голодом и жаждой, между наилучшим питанием и наименьшим расходом воды. Будучи тонким исследователем, Тимирязев указывал, что только одно вертикальное положение листьев у растения может дать экономию на испарении, равносильную обильному орошению. Что только одни ости (усы) злаков испаряют свыше 40 процентов всего количества воды, испаряемого растением. На основании глубоких исследований он наметил вехи, которых следует придерживаться в селекционной работе по выведению засухоустойчивых сортов растений, чтобы выращивать два колоса там, где до сих пор рос один. Это были первые теоретические предначертания науки, для которой так много сделал Мичурин, науки о целеустремленном преобразовании живой природы. В природе в результате длительной эволюции растительных организмов выработался процесс созидания органического вещества, то есть превращения мертвой материи в живую за счет световой энергии. Этот процесс, называемый фотосинтезом, глубоко раскрыл К. А. Тимирязев. Свыше 80 научных работ посвятил он фотосинтезу. Тимирязевым была раскрыта и изучена энергетика фотосинтеза. Им же установлена и роль зеленого листа растения в накоплении органической материи на нашей планете. «Зеленый лист, или, вернее, его микроскопическое зерно хлорофилла, — писал ученый, — является фокусом, точкой в мировом пространстве, в которую с одного конца притекает энергия солнца, а с другого—берут начало все проявления жизни на земле. Похищенный им луч солнца горит и в едва мерцающей лучине и в ослепительной искре электричества. Этот же луч солнца приводит в движение и чудовищный маховик гигантской машины, и кисть художника, и перо поэта». До Тимирязева над фотосинтезом работали иностранные ученые, в частности Пристлей. Но заслугой русского ученого является то, что 551
он, открыв энергетические закономерности фотосинтеза, впервые доказал применимость закона сохранения энергии к этому процессу. Своими работами он выбил из этой области витализм — реакционное течение в биологии, объяснявшее жизненные процессы действием якобы находящегося в организме особого нематериального начала «жизненной силы». К. А. Тимирязев был замечательным пропагандистом идей Дарвина в России. По приглашению Лондонского Королевского общества К. А. Тимирязев ездил в Англию, где читал лекцию «Космическая роль растения». Тимирязев поставил интересный опыт выращивания растений в водной среде без земли. 652
Павильон Тимирязева на Нижегородской выставке. Просто и доходчиво разъяснял Тимирязев законы питания растений, химию плодородия. Каждое растение — это, говоря грубо, маленькая «химическая фабрика». В ее «цехах» ежедневно вырабатываются белки, жиры, углеводы и другие сложные вещества — пища для человека и животных. Поля золотой пшеницы, луга ароматных и лекарственных трав, белые «моря» хлопка, зеленые леса— вот продукция растительной фабрики. А как чудесно устроены растения! В них непрерывно производятся надстройки, ремонт и даже изменения конструкции в зависимости от перемены окружающих условий. Растительные постройки необычайно прочны: их гнет ветер, бомбардируют ядра дождя и града, а они все выдерживают. В растительном мире из маленького семечка вырастают деревья- великаны, достигающие 150 метров высоты и имеющие в поперечнике свыше 10 метров. В одном таком дереве больше материала, чем требуется на постройку двухэтажного деревянного дома. Каким же строительным материалом пользуется растение и откуда оно получает его? Человек питается сложной пищей: ему необходимы жиры, белки, углеводы и соли. Растение же довольствуется более простой пищей. Ему необходимы углекислота, вода и, кроме того, растворимые в воде минеральные соли различных элементов. Из углерода с помощью калия растение строит свой скелет и древесное тело. Азот вместе с фосфором участвует в постройке зерна. Кальций нужен для обезвреживания ядовитой для протоплазмы растений щавелевой кислоты. Он же наряду с другими элементами, находящимися в растении, участвует в ряде жизненных процессов, происходящих в растениях. Сера требуется растению при образовании белков. Магний входит в состав хлорофилла, который является своеобразным двигателем всей растительной фабрики. Без железа в растении не образуется хлорофилл. Почти всю пищу растение получает из почвы. Только углекислоту берет оно из воздуха. Но, как теперь установлено, часть ее растение также получает из почвы. Крестьяне восхищались опытами Тимирязева. «Ничто, — писалг ученый, — не может сравниться с впечатлением, которое выносят люди, не знакомые с наукой, при виде могучих экземпляров ржи или овса, никогда не имевших под собой земли и выращенных в воде со щепоткой удобрительных солей». Выращивание растений в водных растворах имеет огромное научное значение, так как оно позволяет регулировать физические процессы, свя- 553
занные с питанием растений, что, в свою очередь, обеспечивает получение научно-достоверных результатов при изучении сложного растительного организма. Вегетационный домик Тимирязева был перевезен из Нижнего Новгорода в Москву на территорию Сельскохозяйственной академии, где он потом поступил в распоряжение Д. Н. Прянишникова. Научные труды К. А. Тимирязева высоко оценены за границей. Он был избран почетным членом Лондонского Королевского общества, Кембриджского университета, а также университетов Глазго и Женевы. Своеобразный метод выращивания растений без земли, на водно- солевом растворе, был осуществлен в Америке профессором Калифорнийского университета Вильямом Герике. Известно, что на водно-солевом растворе выращивали растения также Кноп и Сакс. Климент Аркадьевич Тимирязев одним из первых ученых в нашей стране встал под красное знамя Советской республики. В начале 1920 года он с гневом выступил в своей книге «Наука и демократия» против интервентов, а также их слуг — царских генералов и контрреволюционной социал-демократии. Патриотическое выступление Тимирязева было высоко оценено великим Лениным получившим в подарок книгу от ученого. «Дорогой Клементий Аркадьевич! — писал В. И. Ленин. — Большое спасибо Вам за Вашу книгу и добрые слова. Я был прямо в восторге, читая Ваши замечания против буржуазии и за Советскую власть. Крепко, крепко жму Вашу руку и от всей души желаю Вам здоровья, здоровья и здоровья! Ваш В. Ульянов (Ленин)». НОВАТОРЫ АГРОНОМИЧЕСКОЙ НАУКИ Русская агрономическая наука и земледельческая практика накопили множество ценных знаний в области земледелия, лесоводства, агрохимии, техники сельскохозяйственных машин. Развивая эти знания, талантливый ученый Василий Васильевич Докучаев (1846—1903) заложил основы науки о почве. В почве непрерывно идут биологические и химические процессы. От характера этих процессов во многом зависит жизнь растений. Управлять этими процессами, а, следовательно, влиять и на повышение урожайности стало возможным лишь после того, как появилась наука о почве. Что же такое почва? На этот вопрос по-разному отвечали ученые. Геологи причисляли почву к горным породам. Химики рассматривали почву как «склад» пищи и влаги для растений. Агрономы видели в ней слой земли, в котором располагаются корни растений. Односторонние представления о почве не могли привести к открытию законов ее образования. А без знания этих законов невозможно было управлять плодородием почвы. 554
Великий русский ученый М. В. Ломоносов в своем труде «О слоях земных» дал научное объяснение происхождения чернозема. «Его происхождение, — писал он, — не минеральное, но из двух прочих царств натуры, из животного и растительного». И дальше Ломоносов поясняет, что «чернозем, не первообразная и не первозданная материя, но произошел от согни- тия животных и растущих тел со временем». Словами Ломоносова была выражена народная крестьянская гипотеза, научно подтвердившаяся в последующие времена. Докучаев был первым, кто показал почву как сложное живое тело. Василий Васильевич Докучаев. В течение сотен миллионов лет, писал он, развивался покров земли, на котором жизнь порождала почву, оставляя на каждом участке свои «следы» в виде перегноя. Но и теперь, одевая земную поверхность сплошной пеленой, почва является переменной величиной, зависящей от воздействия следующих почвообразователей: грунта, климата, растительных и животных организмов, возраста страны, а отчасти и рельефа местности. Она все время изменяется. Поэтому, указывает Докучаев, изучать почву нужно прежде всего и главным образом с естественно- исторической точки зрения, как изучают минералы, растения и животных. Создавая науку о почве, Докучаев разработал целый комплекс мероприятий, обеспечивающий урожай даже в засушливые годы. Засуха была частой гостьей в экономически отсталой царской России. И когда в 1891 году она вновь посетила русские поля, многие наши передовые ученые отдали свои силы и свой талант на разработку методов борьбы с ней. Ту же цель преследовал и Докучаев, опубликовав в 1892 году книгу «Наши степи прежде и теперь». В этой книге изложен план реконструкции степей России, план борьбы с засухой и неурожаями. Программа работ, намечавшаяся Докучаевым, была грандиозной. Он предлагал на линии естественного стока весенних и дождевых вод создать в степных ложбинах и «блюдцах» пруды и водоемы. Берега прудов, пишет Докучаев, должны быть обсажены деревьями. Пески и бугры, неудобные для пашни, нужно засадить сплошным лесом. Защитные лесонасаждения помогут спасти урожай от засухи. Лес — хороший регулятор влажности почвы. Зимой деревья задерживают снег и предохраняют посевы от вымерзания. Весной они замедляют его таяние и способствуют увеличению в почве воды. Летом и осенью во время ливней насаждения ослабляют поверхностный сток, превращая его в подземный, и тем самым предупреждают раз- 555
Титульный лист книги В. Ломиковского. PfcSQg&SSiaS Л Ъ С А, %Ъ СЕЛЬЦ-к ТРУДОЛЮБ! САНКТПБТБРБУГГ'Ь, » Тап«гг»*Л1 Дидтшнтл В«*шяга Т«ггмм> мыв почвы, сохраняя дополнительное количество влаги для растений. Предложив свой план лесопосадок, Докучаев опирался на богатейший опыт, накопленный в этой области его многочисленными предшественниками, русскими лесоводами и агрономами. Впервые в нашей земледельческой практике привлек лес на защиту урожая Василий Яковлевич Ломиковский (1778—1848). В 1809 году он начал насаждение леса вокруг пашен на своем хуторе Трудолюбе в Миргородском уезде Полтавской губернии. Когда нагрянула засуха, посевы всюду погибли, а у Ломиковского урожай был хороший. Лес защитил хлеба от горячих степных ветров и помог земле сохранить влагу. В 1837 году Ломиковский по заданию Общества поощрения лесного хозяйства рассказал о своих опытах и о «древопольной» системе, как он ее называл, в книге «Разведение леса в сельце Трудолюбе». «Что древопольное хозяйство отлично полезно для хлебопашества, в том свидетельствуюсь действительными урожаями, ежегодно бывающими на древопольном месте сем, — писал Ломиковский. — В уезде нашем довольно известно, что при общих и крайних неурожаях, бывших в 1834 и 1835 годах, я имел счастие получить такой изобильный урожай, какой бывает в самые добрые годы». «Посевы, производимые мною на открытых полях, — продолжает Ломиковский, — всегда значительно отстают от урожаев на древополь- ных местах». О трудах Ломиковского много говорили в то время. Н. В. Гоголь, живший недалеко от Ломиковского, описывая во втором томе «Мертвых душ» передовое хозяйство помещика Костанжогло, взял за образец опыт Ломиковского. Работа Ломиковского, излагающая «древопольную» систему земледелия, заставила многих подумать о применении нового метода. Под давлением общественного мнения царские чиновники даже отпустили небольшие средства на организацию в Великом Анадоле, близ Мариуполя, лесозащитных насаждений. Поручено это было Виктору Егоровичу Граффу. Панорама лесозащитных полос в Каменной степи. 556
Здесь на степь наступала пустыня. Нещадно жгло южное солнце. Горячий ветер выпивал последнюю влагу из почвы, сжигал посевы. Земля трескалась от зноя. Лес должен был защитить степь от губительного действия ветра и солнца. В 1843 году Графф начал свою работу в Великом Анадоле и за 23 года, которые он провел там, насадил более 157 гектаров леса. А когда, спустя много лет, Великий Анадол посетил другой известный лесовод, Митрофан Кузьмич Турский, там возвышался могучий лес. «Надо быть там на месте, надо видеть собственными глазами Велико-Анадоль- ский лес, чтобы понять все величие дела степного лесоразведения, составляющего нашу гордость, — делился своими впечатлениями Турский. — Никакими словами нельзя описать того удовлетворяющего чувства, какое вызывает этот лесной оазис среди необъятной степи у посетителя. Это действительно наша гордость, потому что в Западной Европе ничего подобного вы не встретите». Экспедиция, организованная Докучаевым, прежде всего и расширила полезащитные насаждения в Анадоле. Были заложены новые лесные полосы на водоразделе Волга — Дон. Но как провести лесные полосы через «лоскуты» земли бедных крестьян? Ведь это означало лишить их полностью земельного надела. По тем же причинам невозможно было сделать на полях пруды и водоемы. Частная собственность на землю создавала непреодолимые препятствия для внедрения комплекса агротехнических мероприятий. Докучаев решил добиться от правительства выделения опытного участка, чтобы на нем проверить свои выводы. А когда ученому был выделен небольшой клочок земли, то и на нем нелегко было осуществить намеченные мероприятия: царское правительство не отпускало необходимых средств. Но, несмотря на все, патриот-ученый верил в светлое будущее русского народа и творил ради этого будущего. Свой комплекс агротехнических мероприятий он как бы оставил в наследство потомкам. Докучаев имел последователей в России и за рубежом. В России о работах Докучаева высоко отзывался Д. И. Менделеев. «С огромным интересом, — писал он в январе 1895 года, — прочел я Ваш ряд статей о почвоведении и бактериологии. Это... вклад, за который Вам скажут спасибо в настоящем и будущем практические люди земли и государственники». Известный немецкий почвовед Эмиль Раманн, высказываясь о трудах Докучаева, писал: «Придется учиться русскому языку тем почвоведам, которые хотели бы стоять на современном научном уровне... Только благодаря русским ученым почвоведение превратилось в обнимающую весь земной шар науку». Знаменитый американский почвовед Куртис-Флетчер Марбут, инициатор перевода всего американского почвоведения на путь школы Докучаева, так отозвался о его трудах: «Докучаев и его сотрудники заняли ту же позицию в почвоведении, какую имеет Чарльз-Ляйель и его соратники в геологии». Последователем Докучаева был известный румынский ученый Г. Мургочи. Вверху — схема бесструктурной почвы. Внизу — схема структурной почвы. 557
Весьма оценил вклад Докучаева в науку крупный венгерский геолог и почвовед Петер Трейтц «Первые фундаментальные исследования об образовании почв, — писал он, — связаны с именем великого русского исследователя Докучаева и его учеников и сотрудников». В России идеи Докучаева плодотворно* развивал Павел Андреевич Костычев (1845—1895). Агрономы всего мира долго бились над выявлением причин падения урожайности при посевах на одном и том же месте. Проще всего это объяснялось уменьшением питательных веществ в почве, выносом их с урожаем. По-новому ответил на этот вопрос П. А. Костычев. Он стал производить анализы почвы свежераспаханной целины и выпаханного участка, в результате чего установил совершенно неожиданный факт. Питательных веществ в доступной для растений форме в только что распаханной целине оказалось меньше, чем в почве, на которой уже в течение четырех-пяти лет собирали урожай. Результат получился прямо противоположный тому, что утверждала до этого наука. Питательных веществ в доступной для растений форме в выпаханной почве больше, а урожай падает. В целине их меньше, а урожай хороший. Значит, делает вывод ученый, причина разницы в урожаях кроется не в одних питательных веществах, а еще в чем-то. Своими работами Костычев установил, что разница между вновь распаханной целиной и почвой, уже несколько лет обрабатываемой под сельскохозяйственные культуры, заключается в физическом строении почвы. Почвы вновь распаханной целины, указывает он, «состоят только из одних мелких комочков, величиной по большей части от чечевицы до крупной горошины; все эти комочки связаны между собой по всевозможным направлениям — вроде бус — нитями корней бывших степных злаков». Через несколько лет структура почвы резко меняется: она теряет зернистость — становится пылевидной, расплывается при дожде и растрескивается после высыхания. Почему же растение развивается в структурной, то есть в зернистой, почве хорошо, а в бесструктурной, пылевидной, плохо? В почве найдены два вида микроорганизмов — аэробные, живущие при свободном доступе кислорода воздуха, и анаэробные, не требующие для своей жизнедеятельности свободного притока кислорода воздуха. Первые разрушают органическое вещество почвы до полной его минерализации, вторые — только частично. Продуктами разложения органического вещества, то есть минеральными солями, питаются культурные растения. Анаэробные же бактерии не полностью разлагают корневые остатки трав и тем способствуют накоплению в почве перегноя. Умелое сочетание в почве наилучших условий для развития аэробных и анаэробных бактерий, делает вывод Костычев, — залог обильного и беспрерывного питания возделываемых культур минеральной, легко усвояемой пищей. А эти наилучшие условия как раз и создаются в структурной почве, где в промежутках между комочками много воздуха, где, следовательно, есть условия для жизни аэробных бактерий. Они и развиваются на поверхности почвенных комочков. 558
Внутри комочка воздух отсутствует, так как все промежутки между мельчайшими частичками комка заполнены влагой. Здесь создана благоприятная среда для других — анаэробных бактерий. Там они развиваются и работают на земледельца, превращая органические остатки в полезный перегной. В структурной почве имеются идеальные условия для роста и развития возделываемого растения. Этим- то, заключает Костычев, и объясняются высокие и устойчивые урожаи на вновь распаханной целине. Совершенно другие условия в распыленной, бесструктурной почве. Когда идут длительные, затяжные дожди, вся почва пропитывается влагой, ^ Робертовт Вильямс. в ней не остается воздуха, а следовательно, прекращают свою жизнедеятельность к полезную работу аэробные бактерии. Растение «голодает» и гибнет. Но вот выглянуло солнце. Вода из пылевидной почвы быстро испаряется. И снова беда для растения. Теперь много воздуха, бактерии усиленно минерализуют органические остатки — значит, много и «пищи», а воды нет. Среди изобилия «пищи» растение обречено на голодание. В бесструктурной почве, когда есть воздух, нет влаги. И наоборот, когда много влаги, нет воздуха. Поэтому совершенно невозможно на такой почве одновременное развитие аэробных и анаэробных бактерий, а следовательно, нельзя получить на ней и хороший урожай. Таковы выводы из открытия Костычева. Костычев связал химические процессы, происходящие в почве, с процессами жизнедеятельности микроорганизмов и растений. Но как можно восстановить структуру почвы? Как можно добиться высоких и устойчивых урожаев? * * * Советская агрономическая наука открывает все новые и новые возможности для повышения урожайности полей. Василий Робертович Вильяме (1863—1939) разработал учение о травопольной системе земледелия. Изучая вопросы плодородия почвы, Вильяме придавал исключительно большое значение структурности почвы, так как только структурная лочва нормально обеспечивает растения водой и пищей. На основании исследований, проведенных преимущественно в средней полосе Европейской части СССР, Вильяме пришел к выводу, что ведущую роль в структурообразовании почвы играют смеси многолетних бобовых и злаковых трав. Свои выводы он обобщил в виде травопольной 559
системы земледелия, которую можно применять в практике земледелия при строгом учете условий конкретных районов и хозяйств. Эта система позволяет выгодно сочетать растениеводство и животноводство; она включает в себя систему чередования культур (севооборот), систему машинной обработки почвы, систему удобрений, посадку полезащитных лесных полос. В. Р. Вильяме научно объяснил, почему на полях русских землепашцев в засушливые годы был неурожай. В результате неправильного ведения земледелия почва теряла свою структуру, а бесструктурная почва даже при временном отсутствии дождей приводит к неурожаю. В структурной почве каждый комочек пронизан отжившими корневыми волоконцами, и процесс разложения органического вещества в ней протекает медленно, только на поверхности этих комочков, так как комочки такой почвы обладают определенной прочностью, поскольку они пропитаны склеивающим и цементирующим веществом. Это обеспечивает равномерный расход питательных веществ. Склеивание почвенной массы в зерна, как указывает Вильяме, происходит с помощью гуминовой и ульминовой кислот, образующихся при разложении органических веществ. Но склеенные этими кислотами комочки почвы непрочны, они быстро размокают в воде. Чтобы склеенные комочки не размокали, нужно цементирующее вещество. Таким веществом является кальций, который из глубоких слоев почвы выносят бобовые растения своими длинными корнями. После разложения корневых остатков бобовых растений заключающийся в них кальций выделяется и вместе с органическими кислотами пропитывает комочки почвы, делая их прочными, не размокающими в воде. В. Р. Вильяме определил и наивыгоднейшую величину комочка: он должен иметь диаметр от одного до десяти миллиметров. Такие комочки в течение нескольких лет обеспечивают прекрасное питание растениям и урожаи в пять-шесть раз большие, чем на бесструктурной почве. Вильяме указал также, как можно регулировать жизнедеятельность микроскопических организмов в почве, а следовательно, и управлять химическими и физико-химическими почвенными процессами, связанными с этими микроорганизмами. Чтобы оживить деятельность полезных микро- и макроорганизмов, мы вносим навоз в почву или увеличиваем количество перегноя в ней. В каждом грамме почвы живет несколько миллиардов живых организмов. Одни из них — бактерии и грибки — полезны; другие — амебы, инфузории и жгутиковые (микроскопические животные) — вредны: они пожирают и минеральные вещества и бактерии. Если условия в почве будут способствовать развитие простейших животных, то почва не будет накоплять ни перегноя, ни питательных веществ для растений. И наоборот, когда будут созданы благоприятные условия для развития бактерий, то биохимические процессы в почве приведут к обогащению ее перегноем и к обеспечению растений необходимыми минеральными солями. «Без всякого преувеличения можно утверждать,—писал Вильяме,— что мы становимся настоящими «господами природы», потому что наша передовая агрономическая наука во многом научилась объективно понимать законы природы и пользоваться ими в интересах современных и грядущих поколений нашей социалистической Родины». 560
Интересное открытие сделал колхозный ученый Т. С. Мальцев. Он предложил глубоко пахать почву, не переворачивая пласта и, кроме того, не ежегодно, как это делается, а один раз в 4—6 лет, в остальные же годы производить лишь поверхностную обработку почвы дисковыми лущильниками. При такой обработке верхние горизонты почвы, как более плодородные, остаются наверху, а нижние — внизу. Корни однолетних и многолетних растений остаются в уплотненной почве, разлагаются бактериями при недостатке воздуха и превращаются в перегной, следовательно, улучшаются и структура почвы и условия питания растений. Дмитрий Николаевич Прянишников. Обработка полвы и посевы по методу Т. С. Мальцева способствуют получению высоких и устойчивых урожаев. Опыт колхозного ученого внедряется сейчас в практику .сельскохозяйственного производства. * * * В неразрывной связи с комплексом агрохимических мероприятий решается и вопрос о системе удобрений. Наша страна по наличию агрономических руд, то есть веществ, идущих на производство минеральных удобрений, занимает первое место в мире. Труды академика Дмитрия Николаевича Прянишникова (1865 — 1948) способствовали тому, что эти богатства были поставлены на службу плодородию. Раньше было неизвестно, почему одни фосфориты — минеральные вещества, содержащие фосфор, — давали прибавку урожая, а другие пользы не приносили. Еще в -прошлом веке Прянишников начал исследовать этот вопрос. Он изучил действие размолотых фосфоритов на растения и пришел к выводу, что нужно отличать две группы растений по их отношению к фосфорной кислоте данного фосфорита: одни растения могут использовать ее при содействии почвы, другие же без этого содействия. Точно так же и среди почв следует различать такие, которые способны растворять фосфориты, и такие, которые лишены этой способности. Были разработаны методы предсказания отзывчивости почв к фосфорному удобрению. Фосфорное удобрение можно добавлять в почзу в измельченном виде. Но в фосфорите, апатите или в костях животных фосфор содержится в виде солей, и растение может усвоить его только на почвах, богатых кислотами. Обрабатывая фосфорит серной кислотой, получают хорошо растворимые в воде соли. Их назвали суперфосфатом. Советские люди поставили на службу социалистическому земледелию богатейшие залежи фосфорных солей, найденных и на севере— на 36 Рассказы 561
Кольском полуострове, и на юге —в Казахстане, и на западе — в Белоруссии, и на Дальнем Востоке — в Приморье, а также в центральных областях Советского Союза. Оказалось, что больше половины мировых запасов фосфоритов находится в СССР. Химизация сельского хозяйства России, о которой мечтали Менделеев и Тимирязев, стала возможной лишь при советской власти, когда была осуществлена коллективизация. Советские ученые исследовали действие различных видов минеральных удобрений. Выявлена была потребность в них отдельных растений и почв. Было определено, какие запасы минеральных веществ имеют почвы разных районов и где таких веществ не хватает, а также каковы запасы сырья для удобрений в разных областях страны. Все это помогло выяснить, где нужно строить заводы, производящие удобрения. В сжатые сроки в нашей стране была создана мощная промышленность искусственных удобрений. НОВАТОРЫ-ЖИВОТНОВОДЫ Существует предание, что на Кавказе, в Колхиде, хранилось золотое руно, за которым задолго до нашей эры был снаряжен специальный поход аргонавтов из Греции. Такую большую ценность представляли собой золоторунные овцы, выращенные кавказскими народностями. Узбеки вот уже более тысячи лет разводят каракульских овец. Порода эта вывозилась в другие страны. Таджикский народ вывел самую крупную в мире породу — гиссар- ских овец, накапливающих 200 килограммов живого веса и нагуливающих до 60 килограммов сала. Сибиряки вывели кулундинскую породу овец. Она славится большой выносливостью и дает высококачественную овчину. Романовская овца, выведенная крестьянами Ярославской губернии, дает теплую и необычайно легкую овчину с красивой пушистой шерстью. Полушубки из такой овчины весят в три раза меньше, чем из овчин других пород. Шерсть романовской овцы не сваливается в комки. В Туркмении славится сараджинская порода овец с блестящей белой шерстью. Знаменитые туркменские ковры обязаны своим качеством не только мастерству ковровщиц, но и опыту животноводов, вырастивших овец с несравнимой по красоте шерстью. Цигейские овцы, разводящиеся в Бессарабии, Крыму и на Кавказе, отличаются большой выносливостью и высоким качеством шерсти. В-начале XIX века за выведение овец с тонкой шерстью взялся известный животновод Иван, Антонович Мерцалов. В результате его работ была создана так называемая мерцаловская порода тонкорунных овец, не боящаяся сурового климата. Свой опыт Мерцало^ описал в труде, который впервые был опубликован в 1860 году, семь лет спустя после смерти автора, в Одессе под названием «Записки о содержании овец и их болезнях». Невыверенное издание имело ошибки. Даже заглавие книги намного сужало тему работы, которой Мерцалов посвятил жизнь, -Проверенный же экземпляр Мерцалов еще при жизни передал своему другу Дмитрию Запаре, завещав ему издание труда. 562
В 1865 году в Харькове выходит книга под названием «Записки о разведении, содержании и улучшении испанских овец, составленные помещиком Бахмутского уезда Иваном Антоновичем Мерцаловым». В предисловии к этой книге Запара пишет, что Мерцалов создал тонкошерстную породу овец, переносящую «все невзгоды нашего климата». Опыт отечественного овцеводства помог Мерцалову выработать методы выведения улучшенных пород овец. Овцы такой породы, решил Мерцалов, должны иметь тонкую шерсть, отличаться мясистостью и быть выносливыми. С поставленной задачей он не только блестяще справился, но и указал пути, по которым должны идти животноводы, желающие создавать новые породы овец. Мерцалов разработал специальный режим кормления, умело подбирал родительские пары и правильно воспитывал молодняк. Огромное значение о<н придавал закалке молодняка холодом. Так, критикуя выращивание овец в теплых овчарнях, Мерцалов писал: «Это, если хотите, недурно, но только изнеживает овец, чего допускать не следует». О наличии богатейшего опыта у наших животноводов свидетельствует и другой факт. Братья Петр Диевич и Гавриил Диевич Мазаевы вывели ценную породу тонкорунных овец путем скрещивания мериносов с грубошерстными породами. На племя они оставляли овец с наиболее длинной шерстью. «Мазаевы, — писал академик М. Ф. Иванов, — создали совершенно своеобразных овец. Овцы их давали длинную (12— 14 см) камвольную шерсть, причем такой шерсти получалось на круг с овцы 4,8—5,8 килограмма. Шерсть имела ясно выраженную извитость и отличалась средней тониной». Много пород и других домашних животных выведено было в России. На родине М, В. Ломоносова, в Холмогорах, выведена ценнейшая порода молочного скота. В России холмогорская порода распространилась потом до самого Владивостока, дав начало новым — тагильской, бестужевской и некоторым другим породам. Крестьяне Ярославской губернии создали породу высокомолочной коровы, известной теперь всему миру под названием ярославской. Славу нашим животноводам принес также астраханский и киргизский скот, на основе которого создано было специальное мясное скотоводство в России. Издавна славится наша страна и ценными породами лошадей. Далеко за пределами нашей Родины известна древнейшая порода туркменских лошадей. Эти лошади ахалтекинской породы работают в жарких пустынях Средней Азии, то есть там, где не может долго работать ни одна другая порода лошадей. В начале XVIII столетия от скрещивания породистых голландских коней с отечественными породами лошадей появилась новая порода тяжеловозов — битюги, В 1775 году граф А. Г. Орлов основал в селе Хреновом Бобровского уезда Воронежской губернии конный завод. На этом заводе им вместе с крестьянином Василием Шишкиным была выведена всемирно известная порода рысистой лошади. Орловский рысак отличается большим ростом и быстротой бега. Эта отечественная порода оказала огромное влияние на улучшение коневодства России. 36* 563
На просторах донских степей выращена знаменитая порода кавалерийской лошади — донской скакун. В Ивановской и Владимирской областях создана и разводится порода крупных, сильных лошадей, так называемых владимирских тяжеловозов. * * * Велика роль русских ученых, создавших теоретические основы, которые помогли целенаправленно выводить новые породы животных. Крупным вкладом в науку были труды профессора М. Г. Ливанова «Руководство к разведению и оправлению домашнего скота» (1794) и «О земледелии, скотоводстве и пти- Михаил Федорович Иванов. цеводстве» (1799). Профессор Медико-хирургической академии доктор медицины Всеволод Иванович Всеволодов (1790—1863) создал ценный труд «Курс скотоводства». Кроме указанного курса, профессор Всеволодов написал книгу «Анатомия домашних животных» в двух частях, труды «Зоохирургия», «Патология скотовра- чебной науки» и другие. При анализе вопросов животноводства Всеволодов руководствовался эволюционным принципом. Использовал он также все современные ему достижения зоологии, физиологии, сравнительной анатомии и медицины. Много ценного в науку о животноводстве внес Николай Петрович Чирвинский. Он начал свою деятельность с исследования того, как образуется жир в организме животного. В то время господствовало в науке мнение немецкого исследователя Фойта, утверждавшего, что углеводы в образовании жиров не участвуют и жир образуется только за счет белков, имеющихся в кормах. Занявшись проверкой этого утверждения, Чирвинский строго научно поставленными опытами доказал прямое и непосредственное участие углеводов в образовании жира. Это было началом огромной работы, которой Чирвинский посвятил 30 лет жизни. Доказав неправильность распространенного представления о жирообразовании, Чирвинский раскрыл затем ошибки, допускавшиеся в учении о питании животных, по-новому разработал эту область науки. Из факторов, под влиянием которых изменяются животные, указывал Чирвинский, главное значение имеют: климат, условия питания в период развития, а также то обстоятельство, достаточно или нет упражняются органы. Он подробно разбирает влияние каждого фактора внешней среды на развитие организма. 564
«Что касается климата, — пишет Чирвинский, — то для данной местности его влияние довольно постоянно, мало изменяется при участии человека и то благоприятствует, то противодействует усилиям вызвать у животных полезные с хозяйственной точки зрения изменения». «Обильное и скудное питание, — замечает он, — весьма важный фактор изменчивости животных, значение которого недостаточно оценено и изучено до сих пор». «Варьируя условия питания, — продолжает Чирвинский, — упражняя или не упражняя известные органы, можно произвести такие изменения в организме животных, благодаря которым последние будут в состоянии лучше или хуже выполнять свое назначение, лучше или хуже оплачивать корм». Начав свою научную деятельность в восьмидесятых годах прошлого столетия, Н. П. Чирвинский ясно видел, к чему ведет социально-экономический и политический строй отсталой царской России, строй, который тормозил развитие и сельского хозяйства и агрономической науки. Вот что писал он тогда: «Невольно сознаешь все бессилье науки в борьбе со страшным злом, невольно думаешь, что еще не скоро наступит время, когда добытые наукой результаты перейдут в жизнь и найдут широкое применение в практике». Но Чирвинский верил, что такое время наступит. Наследство, оставленное этим замечательным ученым, — богатейший вклад в зоотехническую науку. * * * В 1919 году известный животновод Михаил Федорович Иванов по заданию Советского правительства возглавил зоотехническую работу по Титульный лист кни- племенному свиноводству. В 1925—1926 годах Иванов приступил ги Л- Болотова. к выведению новой породы свиней. Выведенная им новая порода свиней — степная украинская — является гордостью советской зоотехниче- I - ской науки. В повышении продуктивности скота огромную роль играет искусственное осеменение. Вопрос об искусственном осеменении животных поставил еще несколько десятков лет назад профессор Илья Иванович Иванов. Идея его в то время встретила решительное возражение. Только благодаря исключительной настойчивости Иванову удалось получить разрешение проверить свой метод на двух овцах в Московском зоологическом саду. Открытие Иванова получило признание лишь при советской власти. Искусственное осеменение дает возможность получать от небольшого числа племенных производителей огромное количество породистого скота. В советском животноводстве много новаторов. Известный советский животновод Станислав Иванович Штейман создал высокомолочную костромскую породу крупного рогатого скота. Лучшие коровы этой породы дают в год свыше шестнадцати тысяч килограммов молока. Совхозы, кол- к опнсамц ЯБЛОНЬ к груть fit досгТкм""о*еми*Ь 565
хозы и государственные племенные рассадники в дружбе с научно-исследовательскими организациями добились значительных успехов в подъеме продуктивности и качественном совершенствовании стада. Достаточно назвать такие ценные породы крупного рогатого скота, выведенные советскими животноводами, как костромская, казахская белоголовая, Лебединская; алтайский и кавказский меринос, казахская тонкорунная, архаромеринос и другие породы овец; миргородская, ливенская, брейтов- ская, белая украинская и другие породы свиней; терская, буденновская, владимирская породы лошадей. ДОСТИЖЕНИЯ САДОВОДОВ Когда сейчас читаешь исторические документы о кремлевских садах XVII века, то изумляешься мастерству русских садоводов, создавших их. В Кремле имелось тогда четыре огромных зимних фруктовых сада в помещениях. Самый большой, так называемый Верхний набережный сад, был свыше ста метров длиною и около шестидесяти метров шириною. На крышах трехэтажных каменных дворцовых зданий был настлан свинцовый пол. Из свинцовых же листов была спаяна огромная коробка под всю площадь сада. Эта коробка была наполнена хорошо просеянной землей. Слой грунта достигал «аршина с четвертью», то есть около метра. Сажали здесь взрослые плодовые деревья. Строили этот сад Иван Телятевский, Галактион Никитин и Тит Андреев, а «уряжался» сад под руководством садовника Назара Иванова, который собрал здесь лучшие яблони, груши и другие плодовые деревья. Кроме того, в Верхнем саду Иванов посадил «три яблони большие, наливу, да грушу царскую» из своего собственного сада. Другой садовник, Никита Родионов, доставил сюда из своего сада взрослые яблони и груши, а также плодоносящий виноград. По дворцовой описи 1702 года в Верхнем набережном саду числилось: 130 яблонь, 25 груш, 8 кустов винограда, 400 кустов смородины — белой, черной и красной, 1 куст барбариса, кроме того, множество разных цветов. Другой набережный сад, построенный в 1681 году, был несколько меньше Верхнего. Его называли Нижним. Располагался он на крышах двухэтажных зданий, стоявших на откосе кремлевской береговой горы. Садовники Смирнов и Дементьев выращивали в нем, помимо фруктов и винограда, арбузы, дыни, огурцы, тыквы. Кроме описанных двух крупных садов, в Кремле были еще два малых, так называемых комнатных, сада. Кремлевские сады существовали на протяжении многих десятилетий. Сохранились сведения о богатых «красных садах» во Владимире и Суздале, что еще севернее Москвы, а также в Муроме, Курске, Орле, Туле, Коломне и других местах. Теплолюбивые растения перенесены были русскими садоводами туда, где почти половину года лежит на земле снег. И здесь, в условиях холодного климата, выращивались плодовые деревья. 566
* * * К XVIII веку русские садоводы подошли с большими практическими достижениями. Этот опыт обобщил А. Т. Болотов в своем семитомном труде «Изображения и описание разных пород яблок и груш, родящихся в Дворяниновских, а отчасти и в других садах». Он описал 601 сорт яблок и 39 сортов груш. Многие работы Болотова по садоводству представляют большой теоретический интерес. В работе «Опыт над яблочными семенами» Болотов писал о новых сортах культурных растений, появившихся в результате перекрестного опыления с помощью насекомых. Ныне перекрестное опыление используется при гибридизации растений. Рекомендуя брать черенки для прививки от верхних ветвей, Болотов подчеркивал, что такие черенки начнут раньше плодоносить. Объяснение этому явлению мы находим в теории стадийного развития растений академика Т. Д. Лысенко. Производил Болотов и прививки далеко отстоящих по родству растений. В журнале «Сельский житель» в 1778 году он опубликовал статью «О прививке яблони на другие дерева», где описал удачный опыт прививки яблони и груши на рябину. «Молодые рябинки, — вспоминает Болотов, — веселили меня несказанно три года». В другой статье, «Опыт с кореньями плодоносных дерев», ученый рассказывает о способе размножения плодовых деревьев корневыми черенками. Он видел, как в яме, оставленной открытой после пересадки яблони, из срезанных корней вырастают молодые отростки. Даже будучи отрезанными от дерева, эти тонкие корешки «имеют силу воспроизвести растение». Болотов не замедлил применить на практике способ выращивания плодовых деревьев путем искусственного черенкования корней. Зная иностранную литературу по садоводству, Болотов восставал против слепого перенесения заграничного опыта в русские условия. «Мы, — писал Болотов в 1786 году, — находимся ныне в таком состоянии, что во многих вещах не только не уступаем нимало народам иностранным, но с некоторыми в иных вещах можем и спорить о преимуществах». Наряду с этим Болотов призывал использовать все ценное, что содержится в достижениях других стран. «Мы, — указывает Болотов, — имея известия о садах разных государств, можем ими при сем случае пользоваться и, извлекая из всех их лучшие и более с обстоятельствами нашими сообразные вещи, присоединять к ним и от себя, и через самое то составим нечто особое». В XVIII веке садоводство как отрасль сельского хозяйства развивалось в России преимущественно в местностях, расположенных около городов, и в имениях крупных помещиков. Промышленный размах садоводство приобретает во многих районах страны в XIX веке. Возникают десятки плодовых питомников, в которых выращивают отечественные сорта ягод и плодов. Интересен опыт сибирских садоводов. Известны имена профессора Томского университета Н. Ф. Кащенко и красноярского садовода 567
А. И. Олониченко, чьи сорта морозостойких плодовых деревьев распространены и сейчас в Западной Сибири. На основе достижений садоводов-сибиряков американцы создавали у себя новые сорта фруктов. МИЧУРИНСКОЕ УЧЕНИЕ Свое ярчайшее выражение новаторские черты садоводства получили в творчестве великого биолога Ивана Владимировича Мичурина (1855— 1935). И. В. Мичурин открыл новое в науке о живой природе, путь направленной переделки растительных организмов. Девизом его были слова: «Мы не можем ждать милостей от природы; взять их у нее — наша задача». Шестьдесят лет жизни посвятил Иван Владимирович Мичурин работам в области создания новых растений. «С ранних лет, — вспоминал он, — я имел врожденную наклонность к делу садоводства. Она, по-видимому, получена мною наследственно от отца, деда и прадеда, который еще в позапрошлом столетии жил в Калужской губернии и в своем саду выводил из семян новые сорта груш. Из них до сих пор уцелел один хороший осенний сорт в г. Калуге под названием «мичуринской груши». Отец И. В. Мичурина, садовод, имел библиотеку, где можно было найти и «Откровение садового художества» Михаилы Аргентова, и «О резке фруктовых деревьев и плодовых кустарников с указанием лучших сортов фруктов» П. И. Хрусталева, и даже рукописный экземпляр многотомной «Помологии» (ботаническое и хозяйственное описание сортов плодовых и ягодных растений) Болотова. Но нужда рано подорвала здоровье отца. Сам Иван Владимирович работает на железной дороге, открывает часовую «оптическую» мастерскую, занимается установкой динамо-машины на станции. Все это лишь средство к достижению мечты, жизни — научной работы по садоводству. Заработки были малые, но он довольствовался «черным хлебом, и то не вволю, а по полтора-два фунта на день, да чаем, чаще всего пустым...» Скрещивание географически отдаленных форм растений, В 25 областях Советского Союза разводится сорт мичуринской груши „бере зимняя" (в середине) Эта груша выведена скрещиванием груш „бере рояль" (отцовская форма, крайняя слева) и уссурийская" груша (материнская форма, крайняя справа). 568
Отдаленная гибридизация. Вишня „идеал" (материнская форма, крайняя слева) при скрещивании с японской черемухой (отцовская форма, крайняя справа) дала новое плодовое растение — межвидовой гибрид „Церападус" (в середине). В начале своей научной деятельности, — а это было во второй половине прошлого века, — Иван Владимирович пробовал привить к местным растениям выписанные южные сорта. Но все эти неженки вымерзали: они были не приспособлены к суровым условиям средней полосы России. Нельзя организм взрослого растения, сформировавшийся в одних условиях, заставить жить в других условиях, он погибнет, — делает вывод Мичурин. Вскрыв причины неудачи, И. В. Мичурин перешел к посеву семян из отборных плодов лучших наших и заграничных сортов. Растения, выращенные из таких семян, подвергаясь постоянному воздействию новых для них климатических условий, давали начало хорошим сортам, приспособленным к местному климату. Отбирая семена плодовых растений, обитающих у северной границы их распространения, Мичурин старался продвинуть эти растения дальше на север. Затем Мичурин стал скрещивать растения — производить искусственное опыление. Он брал пыльцу с отцовских форм культурных южных сортов и опылял ею дикие материнские растения из Сибири, Дальнего Востока и Северного Китая. Южные сорта передавали потомству Метод «предварительного вегетативного сближения». Простое скрещивание рябины с грушей не удается Но И. В Мичурин прививал в крону взрослой груши черенок однолетней рябины. Такие черенки развиваются под постоянным влиянием подвоя (груши), что облегчает возможность последующего скрещивания. ш
вкус, величину, окраску, а дикие, морозоустойчивые — выносливость, приспособляемость к суровым морозам. Так были созданы морозоустойчивые сорта яблонь, груш, черешни, слив и винограда, по качеству не только не уступающие лучшим сортам, но и превосходящие их. Больше чем на тысячу километров к северу продвинул Мичурин нежные южные плодовые и ягодные растения. Мичурин создал новые методы межвидовой и межродовой гибридизации, то есть скрещивания растений, не родственных между собой: яблони с грушей, вишни с черешней, сливы с персиком, рябины с грушей, вишни с черемухой, рябины с боярышником и т. д. Прямо разные виды растений не скрещиваются, поэтому Мичурин сближал их сначала вегетативным путем, то есть прививкой. Чтобы скрестить рябину с грушей, он прививал черенки рябины в крону груши. Побеги рябины, питаясь соками груши, сближались с ней. После этого пыльцой с цветков груши опылялись цветки привитой рябины. Скрещивание давало положительные результаты. Однако метод так называемого вегетативного, то есть прививочного, сближения ко всем растениям неприменим. Например, яблоня с грушей даже после такого сближения не скрещивается. В этих случаях Мичурин прибегал к другому способу. Он наносил смесь пыльцы разных растений (яблони, груши, рябины, боярышника) на рыльце цветка яблони. Растению предоставлялась на выбор та пыльца, которая ближе всего соответствует его биологическим свойствам. Мичуриным были открыты пути управления процессов гибридизации, пути получения новых растительных организмов. Долгое время настойчивый селекционер добивался выведения такого сорта персика, который переносил бы суровые зимы и давал плоды в северных районах. Чтобы получить этот сорт от очень удаленных по родству и не скрещивающихся растений, он стал применять растение- посредник. В качестве такого посредника Мичурин использовал гибрид, полученный от скрещивания дикого монгольского миндаля-бобовника с американским «миндалем Давида». Персик, не скрещивающийся непосредственно ни с одним из миндальных растений, прекрасно стал скрещиваться с гибридом. Метод смеси пыльцы. Таким способом были получены гибриды яблони и груши. По этому способу, например, смесью пыльцы нескольких сортов груш производится опыление яблони. 570
Метод «посредника». Настойчиво стремясь продвинуть культуру персика на север, И. В Мичурин скрещивал сеянец дикого зимостойкого монгольского миндаля-бобовника (слева) с американским „миндалем Давида" (вверху справа) и получил миндаль-посредник (в центре), который скрещивается с культурным сортом персика (внизу справа). Этими опытами И. В. Мичурин наметил путь выведения зимостойких сортов персика в средней полосе Советского Союза. Методом «посредника» в питомнике Мичурина был выведен интереснейший и в научном и в хозяйственном отношении гибрид тыквы и дыни — «тыква вермишельная». Тыква и дыня прямо не скрещиваются. Йо Мичурин уже знал, каким образом получить организм с расшатанной наследственностью, то есть податливый к изменению наследственности. А такой организм — это живой материал, из которого опытная рука садовода может «лепить» новые растения. Скрещивая между собой отдельно два сорта дыни и отдельно два сорта тыквы, Мичурин получил гибриды с расшатанной наследственностью. Эти более податливые организмы легко скрещиваются и образуют дынно-тыквенные гибриды. Очень часто полученные гибриды уклоняются по свойствам в сторону одного из родителей и не дают ожидаемых результатов. И. В. Ми- Метод «ментора». С помощью метода „ментора" И. В. Мичурину удалось усилить зимостойкость своих новых сортов, изме нить сроки созревания и улучшить качество плодов. Вишня „краса Севера" была получена скрещиванием красноплодной владимирской вишни (материнская форма, рис. А) с белоплодной черешней „белая Винк- лера" (отцовская форма, рис. В). Маточное дерево „красы Севера" первоначально имело плоды белой окраски (рис. Б). Но после прививки ее черенков на подвой обыкновенной красноплодной вишни плоды „красы Севера" приобрели розовую окраску (рис. Г). А Б В Г 571
чурин разработал для таких случаев оригинальный метод «ментора», то есть воспитателя. Черенки полученного гибридного сеянца он привирал в крону растения-ментора, свойства которого необходимо усилить в новом растении. Ментор в избытке дает свою пищу молодому, еще не сформировавшемуся гибриду. В растении происходят изменения, приближающие его к признакам воспитателя. Прищепкой листьев и подрезкой побегов у ментора ученый садовод уверенно регулировал силу передачи желательных свойств воспитываемому гибриду. С помощью метода «ментора» Мичурин, например, увеличил вес плода яблони «бельфлер-китайка» с 154 до 222 граммов и на два с половиной месяца увеличил способность плодов сохраняться в лежке. С помощью этого метода он изменял цвет плодов вишне-черешнево- го гибрида «краса Севера» с белого на розовый, менял форму плодов у груш, сокращал сроки созревания, повышал зимостойкость и урожайность плодовых деревьев. Переделывая природу растений, Мичурин старался создавать растения с лучшими сортовыми качествами. И когда массой опытов была доказана правильность созданной им теории, Иван Владимирович Мичурин написал: «Теперь наступило время, когда человек может не только делать мертвые механизмы различных машин, но и создавать живые организмы новых видов растений, а в будущем, вероятно, достигнет и творения новых видов животных, более полезных для его жизни». Иван Владимирович Мичурин хорошо понимал, сколь велика роль внешней среды на формирование организма растения. «Среда есть настоящая мать-воспитательница», — часто говорил великий биолог. При развитии растения его свойства могут быть изменены в сторону одного или другого родителя. Можно добиться усиления или ослабления в наследственности растения тех или иных свойств, можно воспитанием получить и новые, которых не было у родителей. Он указал, каким путем и в какой период жизни растительного организма окружающие условия вызывают изменения его наследственности, от чего зависят глубина и характер этих изменений. Так, например, устойчивость к климату растения способны приобрести только в молодом возрасте. Мичурин использовал внешнюю среду для изменения наследственных качеств растения, для получения новых сортов растений. «При вмешательстве человека, — писал он, — является возможным вынудить каждую форму животного или растения более быстро изменяться и притом в сторону, желательную человеку. Для человека открывается обширное поле самой полезной для него деятельности». О достижениях Мичурина, ежегодно передававшего в промышленное садоводст*во то яблоню, то грушу, то сливу, то вишню с новыми плодами, хорошо знали и в Европе и в Америке. Канадское общество садоводов «Брудере» избрало его своим почетным членом. Его успехи радовали и волновали многих. Ему писали, с ним советовались. Садоводы Голландии, Германии, Англии, Франции, Америки и других стран слали ему каталоги, просили консультации, направляли к нему своих посланцев. Чехословацкий ученый-садовод Ян Бём в честь Мичурина назвал его именем лучшую из выведенных им роз. Популярность Мичурина непрерывно росла. 572
От департамента земледелия США к «Королю вишен», как назвали Мичурина американцы, был командирован профессор Мейор, который потом в своем отчете писал: «Растения мистера Мичурина поистине более ценны для Северных Штатов Америки, чем вся продукция Л. Бербанка. Моя экспедиция в Россию на поиски новых растительных форм пополнила наш североамериканский фонд безупречно морозостойкими культурами». Кстати сказать, знаменитый американский садовод Лютер Бербанк, работавший в жаркой, солнечной Калифорнии, и не ставил перед собой задачи осеверения плодовых. Поэтому охаивание его ценнейших работ по садоводству профессором Мейором, как признавал сам Мичурин, было и неуместным, и незаслуженным. Вскоре после возвращения Мейора в Америку департамент земледелия США прислал Мичурину из Вашингтона официальное приглашение переселиться в Америку вместе со своими деревьями и сеянцами. Для переезда американское правительство выделяло большой пароход, обещая ежегодно выплачивать Ивану Владимировичу в качестве заработной платы восемь тысяч долларов, не считая расходов по его работам. На это предложение Мичурин ответил: «Причин для отказа у меня много. Во-первых, я всю свою жизнь работаю над осеверепием южных плодовых. Вы же предлагаете мне самому на юг ехать... Я должен довести до конца все свои опыты в тех самых условиях, в каких они начаты. Во-вторых, я давно знаю, что акклиматизация растений простой пересадкой из родной стороны в чужую результатов не дает... Наверно, это и к людям относится. Все свои силы я отдал на обогащение садов своей родины улучшенным ассортиментом плодовых растений, и задачу эту должен выполнить до конца». Так вежливо, но в категорическом тоне был послан ученым-патриотом отказ на американское предложение. Мичурин создал свыше 300 новых сортов растений, получивших широкое распространение. Это высокой урожайности яблони, дающие до четверти тонны яблок с дерева; необычайно вкусные и красивые груши, отличающиеся продолжительной сохранностью и устойчивостью против порчи; замечательные сорта вишен. Далеко на север и восток расселились зимостойкие мичуринские сорта. Только к 1950 году один сорт яблок «бельфлер-китайка» распространен в 44 областях Советского Союза, гибрид яблони и груши — в 19 областях. В Сибири, где не было фруктовых садов, теперь плодоносят замечательные мичуринские сорта. Дикая актинидия из лесов Уссурийского края превращена Мичуриным в невиданную вкусную ягоду. Разнеслась слава плодового дерева «ренклод терновый», полученного от скрещивания сливы с диким терном. Обычная горькая рябина превращена в прекраснейшие сорта мичуринских рябин. Для Сибири и северных районов создано новое плодовое дерево — гибрид рябины с боярышником — с крупными, как вишня, и вкусными плодами. Мичуринское учение неотделимо от колхозной и совхозной практики. Мы видим, какие чудеса в управлении живой природой творят с помощью этого учения мастера высоких урожаев, как много нового вносят в науку о жизни растений ученые, продолжатели дела великого биолога. 573
В разработке мичуринского учения в нашей стране участвуют люди самых различных специальностей: биологи, биохимики, почвоведы, растениеводы, животноводы, птицеводы, инженеры-конструкторы сельскохозяйственных машин, инженеры-экономисты, десятки тысяч агрономов, миллионы колхозников. * * * За годы советской власти наше сельское хозяйство неузнаваемо изменилось. На основе коллективизации оно превратилось в многоотраслевое крупное механизированное производство, обеспечивающее население страны продовольствием, а сырьем — ряд отраслей промышленности. Колхозное и совхозное сельскохозяйственное производство требует применения самой современной техники, внедрения всех достижений передовой агротехнической науки и богатейшего опыта передовиков и новаторов сельского хозяйства. Сотни научно-исследовательских институтов и агрономических станций, десятки тысяч специалистов: агрономы, животноводы, механизаторы и колхозники-опытники развивают теперь богатое наследие замечательных отечественных ученых, двигавших вперед нашу сельскохозяйственную науку. Социалистические основы сельского хозяйства страны, богатый научный опыт прошлого, гигантская творческая организаторская работа партии, чуждая всякому догматизму, схоластике, косности, опирающаяся на энтузиазм народа, позволили нам выполнить грандиозные работы по освоению целинных и залежных земель и значительно поднять сельскохозяйственное производство. Теперь мы смогли приступить к грандиозной, но реальной задаче догнать и перегнать в ближайшие годы США по производству мяса, масла и молока. Дальнейшие успехи социалистического сельского хозяйства дадут возможность полностью удовлетворить все потребности в хлебе, создать большие резервы продовольствия, расширить торговлю с зарубежными странами, поднять животноводство — сделать его высокопродуктивным. Можно будет значительно увеличить производство технических культур, овощей, картофеля, улучшить садоводство и виноградарство.
ПОСЛЕСЛОВИЕ Дорогой читатель! Перевернута последняя страница книги. Путешествие в прошлое русской науки и техники окончено. Вы познакомились с трудами многих открывателей законов живой и неживой природы, с творческими исканиями исследователей и с достижениями замечательных изобретателей. Не обо всем из истории русской науки и техники здесь рассказано. Ограниченный объем книги не позволил отразить все значительное, что внесли в сокровищницу человеческого знания отечественные ученые и изобретатели. Многое, связанное с историей науки и естествознания, находится еще в стадии изучения. Советские историки пополняют сведения из прошлого русской научно-технической мысли все новыми данными, уточняют малоизвестные факты, приводят доказательства живой, взаимно обогащающей связи русских ученых с выдающимися представителями науки других стран. Чувство законной гордости вызывают у советских людей творческие подвиги отечественных ученых, естествоиспытателей. В условиях экономически отсталой, полуфеодальной России, где правившие классы, нещадно эксплуатируя трудовой народ, тормозили развитие производительных сил страны, передовые деятели культуры, науки и техники, исходя из интересов народа и родины, преодолевая зачастую прямую враждебность к себе со стороны чиновных слуг самодержавия, выступали с глубокими, смелыми, устремленными в далекое будущее новаторскими идеями. Передовая русская наука определялась гуманным, человеколюбивым началом, заботой о народе, о трудящемся человеке. И эта черта творчества наших соотечественников особенно близка советским людям. Поколение советских ученых формировалось под заметным влиянием демократических традиций русской науки. 575
После Великой Октябрьской социалистической революции развитие науки и техники в нашей стране характеризуется полным слиянием интересов и устремлений ученых с интересами и чаяниями народа. Коммунистическая партия и Советское правительство с первых лет революции оказывали и оказывают самую активную, всемерную поддержку коллективам ученых, исследователей и инженеров, двигающих вперед науку и технику. Социалистический общественный строй способствует быстрому развитию производительных сил страны. На базе высшей техники растет и совершенствуется социалистическое производство. В техническом прогрессе и подъеме культуры нашей страны велика роль науки, коллективов советских ученых, инженеров и техников, работающих в живом сотрудничестве с сотнями и тысячами новаторов производства и опытников, рабочих и колхозников. В книге, посвященной прошлому отечественной науки, нет рассказов о достижениях советских ученых. Лишь в некоторых главах дан беглый обзор творческих вопросов, решением которых заняты наши исследователи. Последние решения партии о перестройке руководства промышленностью, еще теснее скрепив союз науки и производства, безмерно расширяют горизонты научного и технического творчества. Мы с радостью встречаем каждый успех советских ученых в той или иной области знания. С гордостью мы обращаем свой взор и в славное прошлое отечественной науки и техники, с любовью и благодарностью вспоминаем светлые имена самоотверженных русских исследователей и изобретателей, инженеров и агрономов, мастеров и умельцев, которые в трудных условиях дворянско-помещичьей и буржуазной России своими трудами прокладывали пути в будущее науки и техники.
УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН А Абрамов — 475. Авенариус М. П. — 37. Авогадро А. — 70. Адашев Алексей — 332. Адер К. —301. Адодуров В. Е. —213. Азбукин П. А. — 150. Акулыыин П. К.— 151. Александров И. Г. — 296. Александровский И. Ф. — 337, 351. Алымов И. П.— 299—300. Альбанов В. И.— 427. Альфред — 344. Аль-Бируни — 8. Амалицкий В. П. —501—502. Амбарцумян В. А. — 67. Ампер А. М.— 123. Андреев Тит — 566. Андреев Ф. А. —531, 539. Андрусов Н. И. —458—459, 508. Аносов П. П. —169—174, 178, 183. Антонович — 249. Анциферов Данила — 373. Апостолов — 351. Аргентов Михаила — 568. Аристарх — 8. Артамонов — 268—269. Артоболевский И. А. — 225. Арцеулов К. К. —355—356. Асратян Э. А. —539. Ассур Л. В. —222. Атласов Владимир — 372—373. Афонин М. И.— 544. Б Бабат Г. И.—122, 312. Бадаев СИ.— 168. Баев П. А.— 151. Баженов В. И. —207—208. Базаров В. И. —249. Байков А. А.— 185. Байков Федор —372. Бальбоа В. Н. —370. Бантинг Ф. Г. — 517. Баранов Александр — 391. Баранов Н. — 328. Барановский В. С—321, 329. Барановский С. И. — 262. Бардин И. П. — 185. Барклай де Толли М. Г.— 324. Барма — 203. Баташев И. Р. —165, 168. Баташев Семен — 188. Батищев Яков — 188, 327. Бах А. Н.—106—108. Бахметьев П. И. —518—519. Бахчиванджи Г. Я- —308. Бачинский А. И. — 44—45. Бейкер Дж. —404. Бек—159. Бекетов Н. Н. — 74, 87. Белелюбский Н. А. —211-212, 217. Белинский В. Г. —4, 259, 342, 494, 512. Белл А. Г. —144—145. Беллинсгаузен Ф. Ф. —393, 398—400, 482. Белоголовый Н. А. — 444. Белоконь — 295. Белопольский А. А.— 22—24. Белосельский-Белозерский — 312. Бём Ян —572. Бенардос Н. Н.—119—121. Бербанк Л. — 573. Берг Л. С —489. Берд Ч. —281—282. Бергман Э. — 529. Беринг В. — 375—379, 381, 385. Беринг Э. А. —526. Бернар Клод —514. Бернулли Д. —230, 233, 281, 302, 304. 37 Рассказы 577
Берсеньев Т. С. — 354. Бертран Ж. — 58. Берх В. Н. —393. Берцелиус Н. Я-—139. Беспалов Николай — 281. Бессемер Г.— 181. Бессонов А.— 165. Бест. Ч. Г. —517. Бестужев Н. А. — 254 Бетанкур О.—192, 222. Бехтерев В. М. —535—536. Бец В. А.— 535. Бибиковы — 432. Био Ж. Б. — 16—17. Благонравов А. А. — 332. Блати— 132. Блерио Л. —307. Блинов Ф. А. —273—275, 357. Бобрин— 194, Бове О. И. —209. Богданов А. П. —498. Богомолец А А. — 518. Богославский П. С. — 299. Богуславский С А, — 46. Боднарский М. С. — 365. Бойль Р. — 29, 72—73. Бокарев — 544. БокийБ. И. —477—478. Боклевский К. П. —242, 284. Болдыревы, братья — 327. Болотов А. Т. —544—547, 550, 565, 567—568. Больцман Л. — 36. Больяи Я. — 64. Боресков М М.— 333. Борзенков Я. А. — 498. Боровский П Ф. — 524. Бородин Александр Пар&енович — 260. Бородин Александр Порфирьевич — 98—99. Борткевич Г. С. — 227. Бортон У. М. —92. Борхард—329. Боткин С. П. —514—516. Бочвар А. А — 185. Братухин И. П — 311 Браунер Б Ф. — 81—82. Брэгг У. Л. —46. Бредихин Ф. А. —20—22, 65 Бренна В. —207. Бригонцов Иван — 472—473. Брике А. А. —222. Бритнев — 286. Броутон — 369. Бруно Д.— 11, 26. Брусилов Г. Л. — 425, 427—428. Брюс Я. В.—11 Брюхоненко С. С. — 531. Бубнов И. Г. —346—347, 352 Бурбуз— 124 Бурдах К. Ф —491. Бутлеров А. М. — 5, 76—78, 85, 98, 100, 104. Буш И. Ф. —526. Буяльский И. В. —526—527. Быков Н. А.— 242. Быков П. Б. —227. Бэкон Ф. —26, 64 Бэр К. М. —419, 421, 491. Бюрдэн — 233 Бюффон Ж. —491. В Вавилов С. И. —27, 39, 47—50, 118, 313. Вагнер Е. Е. — 104. Вайпрехт К. — 425. Вальтер И. — 450 Ванкувер Д — 392. Ван-Риссельберге— 146. Васко да Гама —362, 364. Васюк, пушечный мастер — 318. Ваня, пушечный мастер — 318. Введенский Н. Е. — 534—535. Вебер В. Э. —33. Веденеев — 278. Верещагин Лукьян — 345. Вернадский В. И. — 437, 443, 446, 465—467, 469. Вернер А. Г.— 435. Вестингауз Д — 262. Ветчинкин В П. — 308 Вешняков Андрей—195. Вешняков Данила — 281 Визе В. Ю — 427—428, 485 Виллис — 222 Вильсон Ч. Т. Р — 68 Вильяме В. Р —225, 559—560. Винклер К. — 81. Виноградский С. Н —505—507. Вирхов Р. —514—515. Витсен Н. К —371. Власенко А. Р.— 196—197. Власов Василий — 364. Власьев Н. С. — 322 Воейков А. И. —407, 416, 489—490. Волков Михаил — 433. Вологдин В П.—122, 129, 347. Володченко К Г. — 432. Волосков Т. И — 191. Вольта А.— 110—111 Вольф К Ф — 491. 496—497, Воронин М. С —507. Воронихин А Н. — 209. Воскобойников — 449 Воюцкий Б. И. — 470. Врангель Ф П. —423—424. Вреден PP.— 145. Всеволодов В И — 564. Всеволожский В А. —281—282. Вульф Ю В. —45—46. Выродков Иван Григорьевич — 202, 338 Высокович В. К —522. Вышнеградский И А —218—219, 322. Вяткин Тимофей — 327. 578
г Гадолин А В. — 320—322, 445-446, 449. Гаевская-Соколова М. С. — 53L Гаккель Я. М. — 264, 353. Галилей Г. —8, 17, 26. Галкин В С. — 531. Галкин Н. А. —398. Галле И. Г.— 14 Гальвани Л. — 109, 138 Гальске — 264. Гамалея Н. Ф. — 508. Гамильтон В. Р.— 216. Гапеев А. А.— 457. Гапон Е Н. —65. Гау —216. Гаусс К Ф. —55, 60, 65. Гашет — 222. Гвоздев Е. И. —146. Гвоздев Михаил —369, 376, 381. Геккель Э. — 418—419 Гельмгольц Г. — 26, 29, 36. Геннин В. И. —433—434. Герасимов Дмитрий — 365—366, 369. Герасимов Н — 249 Герберштейн С. — 364. Герике В — 554. Гернгросс А. — 473. Герстнер Ф —258—259. Герц Г. —5, 34, 148 Герцен А И —4, 494—495, 497, 512. Гершель В — 10, 12—13. Геттон Д —436. Гиббс — 131. Глебов И. Т.— 512 Глинка Ф. Н. — 191 Глинков Родион—191, 193. Глумилин М — 197 Гмелин И Г.— 385, 438—439. Гмелин С. Г — 389—390, 439. Гобято Н. Л —322 Гоголь Н. В. —556. Годдар Р Г —248, 314 Голиков И. Л —390 Голицын Б. Б —460—461, 470. Голлард— 131. Головачев Петр — 393 Голованов — 262 Головин Петр —368. Головкинский Н. А —450—451. Головнин В М. — 394—396, 422. Гололобов М В. — 261. Голубицкий П. М. — 144—145. Гопкинс Ф. Г -518, Горнсби — 275 Горохов В. — 425, Горький А М — 3, 283. Горянинов П. Ф.— 491, 495—496. Горячкин В П. —223—225. Гохман X. И. —218. Грамм 3. —127. Грант — 417. Графф В. Е. —556. 37* Грей — 109. Григорович Д. П — 307, 354. Григорьев А. С — 209. Григорьев П А.— 195. Грин Д. —55. Гриневецкий В. И. —243, 263. Грове У. Р.—115. Гротгус Ф. —137. Губкин И. М. —456, 463—464, 469. Гудцов Н. Т. —185 Гумбольдт А.— 139, 401—403. Гурьев В. П.—194—195, 270. Гурьев С. В. —254. Гурьев С. Е. —215. Гурьев — 449. Гюйгенс X. — 11. Гюльденштедт И, — 390. Д Давыдов Никита — 326. Даймлер Г —239 Дальтон Д — 70 Данилевский В В — 157. Данилов М. В. —324. Дарвин Д. — 60 Дарвин Ч. —5, 491, 497, 499—500, 504. 513. Дебри А.—157. Дегтярев В А. — 330-^-332. Дежнев С. И —367, 369—371, 376. Декарт Р — 26 Дементьев, садовник — 566 Дементьев, штурман — 378 Демидовы —188. Демокрит — 26. Депре М — 132. Дери— 132. Дерюгин КМ— 485, Дестрем — 259. Джевецкий С. К. — 351. Джейн — 344. Дженнер Э —526 Джергели — 425 Джоуль Д. П —29, 119. Дизель Р. —240, 263, Диков Ю —227 Дирихле П Г Л — 61 Добровольский В В. —225 Добролюбов Н А —4 Докучаев В. В, —5, 501, 554—558. Доливо-Добровольский М. О.—127 — 128, 132, 134—135. Дорошенко Г Я —476. Достоевский Ф М. — 259 Дрез — 268. Дрэйк — 393. Дрэк Э. Л. —90. Дубинин Семен — 318. Дубинины В., Г. и М. — 89—90 Дульчевский Д. А. — 121. Дэви Г.—112. 579
Дэн Д.— 443. Дюпре А. —30. Дютроше Р. Ж А, —495. Дядьковский И. Е—491, 511—512. Е Евреинов Иван — 374. Емельянов — 335. Еремеев П. В.—443, 445, 447. Ермак Тимофеевич — 366—367. Ефимов А. В. —380. Ж Жегалов Н. И. — 105. Желтухов — 278. Жерар Ш. Ф.-76 Жермен — 158 Жилярди Д. И — 209. Житинский А. — 327. Жобар —115. Жуковский Н. Е. —220, 225, 249—250, 303—308, 310. Журавский Д И. —211—212, 216—217. 3 Заболотный Д К.— 522. Забудский Н. А.— 321. Загорский П. А.— 526. Загряжский Д. —271—272, 357. Зайцев А. М. — 104. Залесов Поликарп — 238. Запара Д. —562. Зарубин П. А. — 195. Засядко А. Д—324—325. Захаво Павел — 327. Захаров А. Д. —209. Захаров Я. Д. — 487. Захарьин Г. А. —510, 513—514. Зворыкин К. А,— 221. Зееберг Ф, —425. Зелинский Н. Д —92—93, 103—104. Зинин Н. Н. — 5, 97—98. Зубов Н. Н. —430, 485. Зуев В. Ф. - 188, 194, 389—390, 440, 449. И Иван IV Грозный —297, 366. Иваненко Д. Д. — 66. Иванов И. И. — 565. Иванов М. Ф. — 563—565. Иванов Михаил — 440. Иванов Назар — 566. Иванов Федор —543. Иванов-Смоленский А. Г, — 539 Ивановский Д. И. — 508—509, 526. 'Игнатьев А. М. —226—227. Игнатьев Г. Г.*— 145. Износков А. А. —323. Ильин Н. П. — 550. Ильюшин С В — 308 Иностранцев А. А —451. Иноходцев П. Б — 13, 16. Иовий Павел — 365 Ипатьев Богдан—169. Ирман — 236. Исаев Л. —522 Исаков Федор — 543. Исаченко Б. Л. — 507—508 Исленьев И.— 13, 16 Истома Григорий — 365. К Кабот Д. —362. Кабот С —362, 370. Каверзнев А. А —491—492. Казаков М. Ф. — 205— 208. Казанцев Ф. П. — 262 Казанцевы И и П., братья —281. Кайданов Я К. —491, 493—495. Калакуцкий Н В.—177. Калашников В И. — 283. Камери А.— 479 Камерон Ч. —206. Каммерлинг-Оннес Г. — 36. Кант И. —62, 64 Кантемир А. Д.— 12. Капелюшников М А — 480 Капустин Григорий — 433. Каразин В Н — 136—137, 487. Карамзин Н М. — 364, 469. Каратеодори — 38 Карлейль— 136. Карно Н. К. С —29. Кароводин В. В. —244, 248. Карпини — 361. Карпинский А П — 452—457, 469. Карстен К — 171 Кастерин Н. А. — 35 Катаев С. И.— 150. Кашкин К. Н —312. Кашперов — 210. Кащенко Н. Ф — 567. Кваренги Д. — 206 Кекуле А. —77—78 Келдыш М. В. — 308. Кеплер И — 10 Кербедз С. В. —211 Кертисс — 307. Кибальчич Н. И — 247—248. Киприянов В. А — 11. Киров С. М. —468. Кирхгоф Г. — 5, 36. Кирхгоф К. С —95, 102. Клапейрон Б. П. Э —31. Классон Р Э — 133. 479—480. Клаузиус Р. Ю. —29 Клер — 329 Климов В. Я — 308. Книпович Н М. — 485. Кноп В. —554. 580
Княгининский П. П.—192—193. Кобелев —371. Кобылинский — 195. Ковалевская С. В. —61—62, 221. Ковалевский А. О. — 502—504. Ковалевский В. О. —500—501. Коваленков В. И.— 150. Козлов П. К. —413—416. Козыревский Иван — 373—374. Кокоринов А. Ф. — 206. Кокшаров Н И. —443—445, 447. Колбасьев Е. В — 146—147. Колесов В. —227. Колокольцев — 322. Колумб X. —361, 370. Колычев Филипп—194. Кольрауш Р. — 33. Комов И. М.—194, 546—547. Кондратюк Ю. В. —316. Коновалов Д. П. —102. Коновалов Дмитрий—169. Коновалов М. И. — 93. Конрад Александр, матрос — 427. Константинов К. И.— 113, 325—326- Конь Ф. С —338. Коперник Н. —8, 11, 14, 18. Коптяковы — 432. Корейво Р. А. —242, 285. Кориолис Г. Г. — 484. Корнилов В. А. — 342. Короленко В. Г.— 280. Корт Г. — 168, 176. Костович И. С —239—240, 307, 353. Костычев П. А.—198, 558—559. Котельников Г. Е. — 355. Котельников С. К. — 215. Коцебу О. Е. —393, 397, 482. Коши О. Л. —54. Кранедж Д.—168. Кранедж Т.— 168. Красильников А. Д.— 12. . Крафт Г. В. —213. Крашенинников С. П. — 377, 385—386, 438. Кремп Ю. —307. Кржижановский Г. М. — 136, 294. Кржижановский И —476. Крижанич Ю. — 371. Крик Андрей—194. Кропоткин П. А. —424—425. Крузенштерн И. Ф. — 392—398, 482. Крупп Ф. —319. Крылов А. Н. — 214, 225, 288, 307, 345, 347—349. Крюммель О. — 485. Крякутной — 297. Кубецкий Л. А.— 150. Кузин А. С —278. Кузнецов В. В. —488. Кузнецов В. Д. —227. Кузнецов Н.—262. Кузьминский П. Д.— 238, 243. Кук Д. —393, 397. Кук У. — 142. Кукаркин Б. В. — 67. Кулагин Иван —277. Кулеш Г. С —522. Кулешин Василий — 338, Кулибин И. П. —52, 117, 191—192, 194, 209—210, 214—215, 234, 267—268, 279—281. Куликовский — 327. Кульнев И. И. —355. Кулябко А. А.— 529—530. Кунце-Кнорре — 262. Курако М. К.—182—183. Курганов Н. Г. — 12 Курнаков Н. С—183—184. Курносое Юрий—187. Курочкин Кондратий — 367. Кутузов М. И. —333, 341. Кучеров М. Г. —99. Кювье Ж. —500. Кюри М. —36. Кюри П. —36. Л Лаваль К. Г. П. —238. Лависс — 343. Лавочкин С. А. —308. Лавров А. С.— 177. Лавуазье А. Л. —26, 73, 106. Лагранж Ж. Л.— 62, 221. Лазарев М. П. —396, 398—399. Лазарев П. П. — 39, 464, 485. Лазаренко Б. Р. — 140. Лазаренко Н. И. — 140. Лайель Ч. —436. Лаксман К. Г. — 440. Лаланд Ж. Ж.—П. Ламе Г. —320. Лаперуз Ж. Ф. —369, 393. Лапик Л. — 541. Лаплас П. С —54 Лаптев Д. Я. —377, 383—384. Лаптев X. П. —377, 382—384. Ласиниус Петр — 382—383, Латышев — 522, Лачинов Д. А.— 127, 131. Лебедев Дорофей — 440. Лебедев П. Н. —21, 35, 39—41, 43. 47, 65. Лебедев С. В.—101—102. Лебедев — 278. Лебеденко Н. Н. —359—360. Левенгук А. — 525. Леверье У. Ж. Ж.-14. Лейбниц Г. — 26. Лейст Э. Е. —459. Лейтман И. Г. —327. Лекок де Буабодран П. Э. — 81. Лексель А. И.— 13—14. Ленин В. И. —5, 136, 141, 167, 264, 276, 296, 305, 308, 429, 464, 477, 534, 554. 581
Ленд Э. X. —30, 119, 123—126,482—483. Леонардо да Винчи—176, 298, 310, 354. Леонтьев Савелий — 543. Лепехин И. И. —388—389, 439—440. Летний А. А. —90—91. Либих Ю.— 102, 550. Ливанов М. Г. — 564. Лилиенталь О. — 298, 302. Линней К. —491. Линник Г. — 426. Липин В. Н. —323. Листер Д. —529. Лисянский Ю. Ф. — 393—396, 482. Литке Ф. П. —421—423, 483. Лобанов Н. Р.—307. Лобачевский Н. И. — 7, 62—65. Ловиц Т. — 16. Логачев А. А.—'470. Лодыгин А. Н. —115—116, 140, 310. Лозино-Лозинский Л. К. — 519. Ломиковский В Я. — 556. Ломоносов М. В. —5, 7, 9, 13, 16, 20, 25, 30—31, 69—75, 109—111, 136, 151, 162—164, 214—215, 230, 286, 302, 310, 381, 385, 389, 434—442, 444, 465, 481—482, 484, 486—487, 491, 499, 509, 555, 563. Лопатин А. — 475. Лошкин Савва — 384. Лужин Федор — 374. Лузгин — 336. Лунин Н. И. —517—518. Лутугин Л. И. —457—458. Луцкой Б. Г. —240, 358. Лучаниновы, братья — 327. Лысенко Т. Д. —567. Ляпунов А. М —60—61, 218. Ляхов Иван —390. М Магеллан М. —362, 393. Маевский С —272—273. Мазаев Г. Д. —563. Мазаев П. Д. —563. Маиевский Н. В. —320—322. Майер Р. —26, 29. Макаров С. О.—149, 286, 323, 336, 348—350, 481, 483—484. Макки— 183. Маклаков — 272. Мак-Миллан — 268. Маковеев — 324: Маковский — 244. Максвелл Д. К. —32, 55. Максим X. —301. Максимович М. А.— 494, 512. Максутов Д. Д — 66—67. Маллет — 260 Малыгин С. Г. —381, 383. Малышев А. П.— 225. Мальтус Т. Р.— 549. Мальцев Т С. — 561. Мамин Я. В. —241, 275—276. Маньковский Г. И. — 480. Марбут — 557. Мариотт Э. —26, 30. Маркарян Б. Е. — 67. Марков А. А.— 59—61. Марковников В. В. — 78—79, 93. Маркс К.—132, 229, 549. Мартынов С. — 324. Марциновский Е. И — 524. Маторин И. Ф.—158. Маторин М. И.— 158. Матросов И. К. —262. Матюшкин Ф. Ф. — 423. Маузер — 329. Мах Э. — 321. Махотин Григорий—159—160. Медведев, кузнец—15. Мейер Л. —83. Меллер Ю. А, —278. Мельников А Б. —333. Мельников П. — 192. Менделеев Владимир Д. — 293, 358. Менделеев Д. И.— 30—31, 36—37, 80— 87, 90, 184, 239, 287, 293, 297, 299—300, 322, 476, 488, 549—550, 557. Меншуткин— 103. Меррей — 485. Мерцалов И. А.— 562—563. Мерцалов Н. И. —225. Мечников И. И. —5, 522, 524—525. Мещерский И. В. —223, 326. Миддендорф А. Ф. —383. Миклухо-Маклай Н. Н. — 416—421. Микоян А. И. —308. Миллер — 236. Миллер Г. Ф. —385. Милликен Р. Э. —68. Минин Федор —381—383. Минх Г. Н. — 522—523. Мирбель Ш. Ф. —495. Миславский Н. А. — 535. Миткевич В. Ф.— 121. Михайлов Иван — 204. Михайлов Онисим — 324. Михайлов Павел — 398. Михайловский И. П. — 530. Михальский— 143—144. Михельсон В. А. —35, 41—42, 46 Мичурин И. В. —568—573. Мишо — 268. Можайский А Ф. —297—302, 309, 353. Мозли Г — 82. Мойер И. Ф. —527. Молчанов Л. А.— 489. Монгольфье— 182. Монж Г. —222 Морзе С— 143. Морозов Иван — 492. Морозов Н А. —82—83, 87—88. Мосин С. И. —328—329. 582
Москвитин Иван —367, 369. Мотора Семен —371. Мочутковский О. О. — 523. Мудров М. Я. — 509—511. Мультановский Б. П. — 490. Мунке Г. —142. Муро — 459. Мухин Иван, химик—16. Мушкетов И. В. —454—456, 460—461. Мясищев — 308. Н Набатов, купец — 90. Наган — 328. Назаров В. Г. —544. Назаров И. Н. — 101. Назукин Матвей —282. Налетов —336. Наметкин С. С —94. Наполеон — 209. Нартов А. К.—187, 192, 319. Наседкин Михаил —373. Насирэддин-ат-Туси — 8. Настюков А — 100 Нахимов П. С —342. Нахтигаль— 417. Невельской Г. И. — 369. Неговский В. А.— 531. Некрасов А И. — 308. Ненцкий М. В.— 499. Нернст В. —45, 116. Несмеянов А Н. — 105. Нестеров П. Н. — 304, 354—356. Никитин Афанасий — 362—364. Никитин В. П.— 121. Никитин Галактион — 566. Никитка — 297. Никифоров А. Н. —91. Никифоров П. Н. — 470. Николль Шарль — 523. Никольский М Н. — 245. Никольсон — 136. Никонов Ефим —334, 350. Нилсон Д.— 166. Нильсон Л Ф. — 81. Новиков Н. И. —207, 546. Новиков — 262. Новинский М. А —516 Новосильский П. М — 398. Нольтейн Е Е— 260—261. Ньюлендс Д. А. Р. — 83. Ньютон И.— 69, 304. О Оберт Г. —248, 315. Образцов В. Н. — 262. Обручев В А —410—411, 461—463, 469. Обручев С. В. —430. Обухов П. М.—173—175, 177, 319. Овцын Д. Л.-г-377, 381, 383. Одинцов А.— 263. Однер В. Т. —217. Озерецковский Н. Я. —389, 440. Окен Л. —491, 494. Олониченко А. И —568. Олышев П А. —473. Ом Г. С—125. Омар-Хайям — 8. Омелянский В. Л. — 507. Опарин А. И.— 108. Орлов А. Г. — 563. Орлов А. Я. —13 Орлов Е И.— 100. Осмонд Ф — 180. Оствальд В. — 35, 75. Островков — 297. Остроградский М. В. — 54—56, 61, 216. Остроумов А. А.— 513, 515. Охорович Ю. — 145. П Павези — 360. Павел, посадник — 338. Павлов А. П. —456, 469. Павлов И. П. —4, 515—516, 533, 536—542. Павлов М. — 381 Павлов М. А.— 185. Павлов М. Г. —86, 112, 548—549. Павлов Н. Н. — 66. Павловский Е. Н. — 524. Пайер Ю. —425. Палицын Иван — 433. Палладии В. И. —106—107, 499. Паллас П. С. — 15, 389, 439. Пандер X. И —491, 497. Панкратов — 354. Паренаго П. П. — 67. Парсонс Ч. — 238. Пастер Л. —5, 524, 526, 529. Пастухов В асилий — 327. Патон Е. О.— 121. Пахтусов П. К. —423. Певцов М. В. —410—412. Передерни Г. П. —212. Пермяков А. И.— 234. Перри Д. —34. Перфильев М. — 367. Петлин Иван — 367 Петляков В. М. — 308. Петр 1—11—12, 187, 189—19а, 289, 292, 340, 344—345, 350, 374—375, 4.32, 482. Петров В. В. —30, 111—113, 117—118, 122. Петров Г. С—100. Петров Иван — 367. Петров Н. П.—219—220, 260. Петров Семен — 204 Петрова М К — 538—539. Пикси—126. 583
Пиленко Никифор—188. Пири Р. —424. Пирогов Н. И. —527—529. Пирогов Н. Н. —31—33. Пироцкий Ф. А.— 130-131, 264—265. Писарев — 475. Планк М. — 32. Погодин С. А. — 26. Пойнтинг Д. — 38. Покровская М. П. — 522. Полешко А. И.— 127. Ползунов И. И.—157, 161, 189—190, 214, 235—237, 251, 255. Поло Марко— 361, 401. Попов А. С —5, 30, 122, 146—150, 335. Попов Н. И.—12. Попов Ф. А.—370. Порай-Кошиц А. Е. — 96. Посошков Иван — 433. Посник И. Я. —203, Потанин Г. Н. —410—412. Потемкин Г. А. — 521. Поярков Василий —.368—369. Прендль Р. — 445. Пржевальский Н. М. — 5, 404—414, 416. Прончищев В. —377, 382—383. Прончищева М. — 382. Проскуряков Б. А. — 212. Протодьяконов М. М. — 477—478. Протодьяконов Н. — 425. Протопопов Иван — 543. Прядунов Ф. —90. Прянишников Д. Н. — 554, 561. Пуадебар — 280. Пуанкаре А. — 60. Пуансо Л. —62, 221. Пугачев Емельян — 319. Пустотный А. — 426 Пушкин А. С —25, 209. Пышнов В. С. — 303. Пэдж — 124. Пятов В. С—175—176. Р Рагозин В. И. —91. Радищев А Н — 4, 491--493. Раевский А. С. — 261. Разумовский В. И. — 528 Райков Б. Е. —491—492. Райт О. и У., братья —297. Рамбо — 343. Рамзей Уильям — 83, 477. Раммельсберг К. Ф. — 82. Растрелли Бартоломео — 206. Ратманов Макар — 393. Ребров И. —367. Резерфорд Э. — 88, 541. Рейсе— 137. Рейсе Ф.—143. Рейхенбах К- — 90. Релей Д. У. С —83. Реомюр Р.—171. Ржешотарский А. А. — 183. Риттер К. —401, 405 Рихман Г. В.—109—ПО. Роберте —218. Робине — 327. Роборовский В. И. —412—414. Родионов Никита — 566. Рожков В. И. —234, Розинг Б. Л — 149—150. Рей-Ланкестер Э. — 503. Рокфеллер — 92. Рольфе —417. Романов И. В. —271, 312. Роме де Лилль Ж. Б. Л —437. Росси К. И. —209 Рощепей Я. У. — 329—331. Ру П. П. Э. —526. Рубруквис — 361. Рудницкий — 329 Рулье К. Ф —497—500, 512. Румовский С Я — 12—13, 16. Румянцев П. А.— 206. Русанов В. А. —425, 428. Рыбкин П. Н.— 148. Рыжков П.— 227 Рыкачев М. А. —310, 488. Рычков Н. П. —439 Рычков ПИ— 439. Рышков Прохор — 258. С Сабакин Лев—191—192, 215 Саблуков А. А.— 246, 474. Савельев Сидор — 379. Савченко — 522. Садовский А И.—42—43, 46. Сакс Ю. — 554 Салтыков Ф. С. — 374 Самойлович Д. С — 520—521. Санников Я. — 425. Саполович Я. О. — 526. Саррюс Ф. П.— 55. Сафонов И. Е. —233—234. Свиридов — 397. Севергин В. М. — 441— 443. Северцов А. Н. — 501. Сегнер — 233. Седов Г. Я, —425—428, 430. Сей — 329. Селиверстов Юшко — 371. Семенов Ф. А —474. Семенов Д. С.— 226. Семенов-Тян-Шанский П П —401—404, 410, 416, 419, 421 Семиколенов А. В — 212. Сергеев — 115. Серебряный Василий — 332 Серрен— 117. Сеченов И. М. — 4, 512, 532—534, 541. Сидоров М. В.—-188. 584
Сименс В. — 143, 264. Симеон — 354. Симонов И. М. —398 Скиапарелли Д. В. — 21. Скляев Феодосии — 345. Скорняков-Писарев Г Г. — 213. Скочинский А. А. —477—478. Славянов Н. Г.—119—121. Слесарев В А — 307. Смиренская Е. М —531. Смит А. —10, 75. Смолуховский М. — 32. Смородинский Панкрат — 258. Соболев Л. В.— 516—517. Соболев — 194. Смирнов, садовник — 566. Соболевский Г. П.—281. Соковнин Н М. —247, 353. Соколов А. П.— 384. Соколов В. А. — 470. Соколов Козьма — 374. Сокольцев — 354. Сомов ПИ— 218, 225. Сопвич — 307. Соссюр Б —487. Спасский М. Ф. — 489. Сперанский А. Д. — 539. Сперри — 347. Спафарий Николай — 372. Спицын В. Д. —298. Стадухин Михаил —367, 369, 371. Стадухин Тарас — 371. Старов И. С —206. Стеллер Г. В. —370. Стенли — 417. Степанов П. И — 458. Стерлегов Дмитрий — 381—382 Стефенсон Д. — 256. Стечкин Б. С —250 Стойкович А. И.— 16. Столетов А. Г —5, 33—37, 65, 125—126, 147. Страленберг Ф. И.— 371. Страхов П. И. —215, 487. Строгановы — 432 Струве В. Я.— 16—20. Струве К. В. —410. Струве О. В.—19. Суворов А В. —206, 333, 341, 397, 521. Сурнин Алексей—192, 215, 327. Сутырин М. А — 280. Сычев Н. А. — 96. Т Тамм И. Е. —49. Татищев В. Н. — 157—158, 386, 433. Теляковский А. 3. —341—342. Телятевский Иван — 566, Терентьев Моисей — 194. Тереховский М. М. — 504—505. Терледкий Я. П. — 68. Терпигорев А. М. — 477—478, Тесла Н.— 128. Тиме И. А. —221, 475—476. Тимирязев К. А. —4—5, 41, 131, 306, 443, 550—554. Титов А. И. —94. Титов Марк —433. Титов П. А. —345—346. Тихов Г. А. — 68. Тихонравов М. К. — 250, 315. Токарев Ф. В. —328, 330—331. Толь Э В. —425—426, 428. Томсон У. (лорд Кельвин)—36^ 38, 41. Трегубов Степан — 188. Третесский И. И. — 247, 352. Тряска Никита — 374. Туле — 485. Туполев А. Н. — 308. Турский М. К —557. Тэер А. Д. —547. Тюменец Василий — 367. У Уайльд Г.—127. Уатт Д. —57, 217, 236. Уваров В. В. —244 Узатис А. И —473. Уилоби X. — 366. Уитней Э. — 189. Уитстон Ч. — 142. Улуг-бек -г- 8. Ульянин В. А.—147. Ульянова М. А.— 534. Умов Н. А. — 35, 37—38, 44. Уоррен Д. К. —527 Усагин И. Ф. —35, 131. Усачев Я. Г. —222. Усов С. А. —498. Уфимцев А. Г. —240. Ухтомский Д. В. —206. Ушаков Г. А.— 430. Ф Фабер дю Фром—167. Фаворский А. Е.—100—101. Фалеев — 295. Фарадей М. — 74, 102, 123, 126, 139, 170. Федоров А. П.— 248. Федоров В. Г.— 329—331. Федоров Е. С— 183—184, 446—449. Федоров Иван — 187. Федоров Иван (путешественник) — 376. Федоров Н. —333. Фермер — 115. Ферсман А. Е. — 437, 465, 467—469. Фесенков В. Г.— 11, 67. Филиппов Д. Д. — 243. Филомафитский А. М. — 526—527, 532. Фитум — 334. 585'
Фойт К. —564. Фокин С. А.— 100. Фомин Иван —213. Фонтенель Б.— 12. Франк И. М. — 49. Франклин— 109. Фролов К. Д.—157, 230—234, 251, 253 255 Фролов П.' К. — 254—255, 282. Фуко— 117, Фультон Р. —281. Фурнейрон Б. —233. Фэ—109. X Хабаров Ерофей — 368—369. Хагелин К. В. —242, Хладный Э. Ф.— 15—16. Ходнев А. И.—102. Хрейов К. К.—122. Христианович С. А. — 308. Хрусталев П. И.— 568. Ц Цандер Ф. А —250, 315. Цвет М. С—105. Цвикки — 68. Ценковский Л С —498—499, 506 Циолковский К. Э. —248, 250, 302—303, 314—316, 325—326. Циперновский — 132. Ч Чанслер Р. — 366. Чаплыгин С А — 305—308. Чебышев П. Л. —5, 7, 56—62, 65, 217— 218, 220. Чекин — 382. Челеев Ф. С —324. Челиев Е. —96—97. Челюскин С —377, 382—383. Черенков П. А. — 49. Черепанов Аммос — 269—270. Черепанов Е. А. —234, 256—259, 269, 279 Черепанов М. Е. —234, 256—259, 269, 279. Черная гроза, кузнец — 297. Чернов Д. К.—178—183. Черновский Казимир — 350. Чернолихов А. Е. — 328. Чернышев А. А.— 134. Чернышев Ф. Н. —454, 456—457. Чернышевский Н. Г. — 4, 549. Черский И. Д. —451—453. Четвериков Н. А. — 96. Чикирев Н. —227. Чиколев В. Н — 117, 127, 133. Чириков А. И — 375—381, 385. Чирвинский Н. П.— 564—565. Чистяков Павел — 281. Чичагов В. Я- —388. Чичерин Б. Н. —83, 86—87. Чохов А.—155, 318—319. Ш Шамшуренков Л. — 266—268, 277, 290. Шанкуртуа А. Э. Б. —83 Шапталь Ж. А. К. — 548. Шарков В. И. —95. Шателье— 180. Шафонский А. Ф. — 520. Швайнфурт — 417. ШвеДов А. Д. —308. Шевяков Л. Д. —477—478. Шелест А. Н. — 263—264. Шелихов Г. И. —390—392. Шестаков Афанасий — 376. Шестаков Григорий — 281. Шиллер Н Н. —35, 38—39. Шиллинг П. Л.—141—143, 334. Шильдер А. А. —324, 333, 351. Шишкин В. И. —563. Шлаттер И. А. — 235. Шмидт О. Ю. —67. Шокальский Ю. М. — 481, 483—485. Шорыгин П. П.— 104. Шпаковский А. И —113. Шпанберг М. — 377. Шретер И. И.— 10. Штейман С. И. —565. Штейнгель К.—142. Шуберт Ф. И. —13. Шубников А. В. — 45. Шувалов П. И. — 189. Шулейкин В. В. —485. Шухов В. Г. —91—93, 212—213, 225, 477. щ Щеглов Н. П. —255. Щепин К. И. — 526 Щукин Н. Л. —261. Э Эвклид (Евклид)' — 62—63, 65. Эдисон Т. А.—116, 131. Эйкман X. —518. Эйлер Л.—12, 16, 25, 51—54, 56, 210, 213—215, 221, 230, 233, 302. Эйртон У. Э. —34. Эйхвальд Э. И. —496—497. Эйхенвальд А. А.— 43—44. Эльманов И. К.— 311—312. Эмпедокл — 26. Энгельс Ф.—14, 81, 132, 434, 496—497. Эпинус Ф, — 53, 110—111. 586
Эпльхарт — 275. Эри Д. Б.—16. Эрман — 452 Эрстед— 141. Эно-Пельтри Р.— 248, 314. Эшшольц — 397. Ю Юнкер В. В. —416—418. Юрьев Б. Н. — 310—311. Юрьев Михаил — 213. Яблочков П. Н. — 113—117, 130—131, 139. Якоби Б. С —30, 123—125, 128—129. 138—139, 142—144, 283, 334. Якоби К. Г. Я. —60. Яков, пушечный мастер — 318. Яковлев А С —308. Якубинский Н. И. — 248. Якун, посадник — 338. Янкевич К.— 269 Ярцев Никита — 254.
5S9SBB СОДЕРЖАНИЕ ТОЧНЫЕ НАУКИ (В. Болховитинов)} Наука о вселенной 7 Русские физики . . . . , 24 Русские математики 50 РУССКИЕ ХИМИКИ (А. Буянов} У истоков химической науки 69 «Чертежи атомных построек» 75 Периодический закон Менделеева 80 Строение атомов 85 Промышленная химия 88 Органический синтез 97 Создатели технической биохимии 106 РУССКИЙ ВКЛАД В ЭЛЕКТРОТЕХНИКУ (В. Болховитинов, Г. Остроумов) Электрическое солнце Ill Электрический нагрев 118 Источник могучей силы 123 Энергия преодолевает пространство 129 Электричество — преобразователь вещества 136 Электрическая связь и управление 141 Открытие радио 147 РУССКИЕ МЕТАЛЛУРГИ (Г. Остроумов) Свидетельства первых достижений 152 Наука о металле 162 Русская сталь 166 Труды Чернова 176 МЕХАНИКИ И СТРОИТЕЛИ (В. Болховитинов, Г. Остроумов)^ Творцы машин и механизмов 186 Конструкторы сельскохозяйственных машин (А. Буянов) .... 193 Зодчие 198 Теоретики инженерных наук 213 588
СОЗДАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЕЙ (В. Захарченко), Великие гидротехники 229 Подвиг Ивана Ползунова 235 Двигатели внутреннего сгорания 239 Воплощение идеи реактивного двигателя 245 НОВАТОРЫ ТРАНСПОРТА (В Захарченко) На первых железных путях России 253 Предки автомобиля и трактора 266 Русское судостроение 279 Строители водных путей и каналов 288 Рассказ о людях, которые подарили миру крылья 296 О транспорте будущего 309 ДЛЯ ЗАЩИТЫ РОДИНЫ (В. Захарченко); «Бог войны» « • . • 317 Реактивное оружие 323 Русские оружейники 326 Мастера минного дела 332 Русская школа фортификации 337 Создатели русского военного флота 343 Боевая авиация 312 Сухопутные крейсеры "• '556 ПОДВИГИ РУССКИХ ПУТЕШЕСТВЕННИКОВ (В. Болховитинов, Г. Остроумов] Землепроходцы ( 362 Великие открытия на Востоке 369 Экспедиции в Сибирь и на Тихий океан 374 По планам Ломоносова 386 На Аляске 390 Вокруг света 392 Открытие шестой части света 397 В странах Центральной Азии 400 На далеких материках ' 416 В стране вечных льдов 421 НАУКИ О ЗЕМЛЕ (В. Болховитинов, Г. Остроумов) Наука о земных недрах 432 В царстве минералов 440 Штурм недр 449 Рождение геохимии 465 Новаторы горного дела .... 471 Исследователи Мирового океана и атмосферы (В. Захарченко, А. Буянов) 480 НАУКА О ЖИЗНИ (А. Буянов)) Русские предшественники Дарвина 491 Исследователи былой жизни на Земле 499 589
Мир малых существ 504 Победители болезней 509 Борцы с эпидемиями 520 Прославленные хирурги 526 Наука о сознании 531 ВКЛАД В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ (А. Буянов); Земледельческая наука 543 Новаторы агрономической науки 554 Новаторы-животноводы 562 Достижения садоводов 566 Мичуринское учение 568 Послесловие 575 Указатель имен ... 577
ДОРОГИЕ ЧИТАТЕЛИ! Присылайте ваши отзывы о содержании и оформлении книги, а также пожелания авторам и издательству К библиотечным работникам просьба организовать учет спроса на книгу и сбор отзывов читателей. Пишите по адресу: Москва, А-55, Сущевская, 21, издательство ЦК ВЛКСМ «Молодая гвардия», массовый отдел.
Болховитинов Виктор Николаевич, Буянов Александр Федорович, Захарченко Василий Дмитриевич, Остроумов Георгий Николаевич РАССКАЗЫ ИЗ ИСТОРИИ РУССКОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ Редакторы С. Морозов и В. Пекелис Переплет и титул В, Максина Заставки Л. С мехов а Цветные иллюстрации К, Арцеулова, П. Сорокина, А. Герасимова, Н. Колъчицкого, А, Побединского Художественный редактор Я. Печникова Технический редактор И. Егорова А 06175 Подп. к печ. 21/VHI 1957 г. Бумага 84х1081/х,=18,5 бум. л. = 60,7 печ. л. +8 вкл- Уч.-изд. л. 50,5 Заказ 1317 Тираж 40 000 экз. Цена 20 р. 85 к. Типография сКрасное знамя> издательства сМолодая гвардия>. Москва, А-55, Сущевская, 21.