Петр Забаринский - Ампер

Ампер с любопытством ребенка много раз повторяет опыт. «Какие прекрасные результаты! Какие перспективы открываются перед ним! Он будет строить новую область науки. Но разве только науки? Разве немыслимо практическое применение явлений, открытых Эрстедом и им?» Напряженно думает Ампер. Прежде всего набегает мысль: укрепить буквы на магнитных стрелках и устроить своего рода телеграф. Это даст возможность быстро передавать важные извещения на значительные расстояния.

Еще в 1809 году мюнхенским врачом Земмерингом была сделана попытка, оказавшаяся мертворожденной, поставить громадную скорость передачи, «электрического конфликта» на службу все возрастающему темпу деловой и общественной жизни. Земмеринг первый попытался заменить неудобный и медленно действующий оптический телеграф с семафорными башнями телеграфом электрическим. В своем электро-химическом телеграфе Земмеринг предполагал передавать сигналы, соответствующие определенным буквам и знакам, пользуясь свойством тока разлагать воду на составляющие ее газы. Но в этом сложном и громоздком аппарате преимущества огромной скорости распространения электрического тока, так же как и скорость передачи отдельного оптического сигнала с одной семафорной башни на другую, сводились на-нет медленной процедурой посылки и приема.

В момент возникновения идеи электромагнитного телеграфа Ампер ничего еще не знал о проекте Земмеринга. Он шел своим путем, стремясь ответить на назревшую в его время потребность в надежных и быстрых средствах связи и сообщения.

Замечательную мысль об электромагнитном телеграфе Ампер немедленно сообщил Академии: «Можно было бы, — говорит Ампер, — при помощи нескольких проводников, идущих на большое расстояние, присоединяя к ним поочередно Вольтов столб, передавать различные сообщения. На другом конце проводов должны находиться магнитные стрелки, число коих соответствует количеству букв. Это будет нечто вроде телеграфа. Путем колебания соответствующей стрелки он был бы способен передавать самые подробные известия через любое препятствие лицу, на обязанности которого лежало бы наблюдать за буквами, помещенным на стрелках».

Так была впервые возвещена идея электромагнитного телеграфа. Она была практически осуществлена значительно позже. В 1832 году русский дипломат и изобретатель П. Л. Шиллинг построил первый электрический телеграф. Этот телеграф передавал депеши путем комбинации движений нескольких магнитных стрелок, отклоняющихся под действием импульсов тока, посылаемого со станции отправления. Шиллинг, из патриотических соображений отказавшийся от выгодных предложений английского правительства, тщетно пытался реализовать свое изобретение в экономически отсталой России того времени. Между тем его аппарат, сделавшийся известным в Европе, послужил прообразом всех конструкций так называемых стрельчатых телеграфных аппаратов, в том числе широко применявшегося аппарата английских изобретателей Кука и Уитсона.

Восемнадцатого сентября 1820 года Ампер делает первое сообщение в Академии, а 25-го вторично поднимается на кафедру, чтобы сообщить о своем замечательном открытии. В протоколах Французской академии наук находим под этим числом запись:

«Г-н Ампер читал мемуар, представляющий собой продолжение доклада, читанного в предшествующем заседании, о действиях, производимых на магнитную стрелку вольтаическим столбом. Он доложил новый факт, состоящий во взаимном действии двух электрических токов без посредства какого-либо магнита. Он воспроизвел опыты, доказывающие существование этого явления, и они заняли остаток заседания».

В этом же докладе изложено известное каждому «правило пловца», или «правило Ампера».

Вечером Ампер пишет своему сыну в Женеву: «Все свободное время было занято важнейшим событием моей жизни. С тех пор как я впервые услышал о великолепном открытии Эрстеда, профессора в Копенгагене, установившего действие гальванических токов на магнитную стрелку, я думал об этом непрестанно. Я только что разработал обширную теорию этих, а также ранее известных магнитных явлений, и попробовал произвести вытекающие из этой теории опыты, которые все удались и открыли мне так много новых фактов! Вот уже с неделю как я прочитал начало своего мемуара в Институте. В последующие дни или с Френелем, или с Депре я производил опыты, ее подтверждающие. Каждую пятницу я повторял на квартире у Пуассона, где собирались оба Мюсси, Рандю, многие слушатели Нормальной школы, генерал Калпредон и другие. Все удавалось чудесно, но решающий опыт, который я задумал как окончательное доказательство, потребовал двух гальванических столбов. Опыт, предпринятый у Френеля со слишком слабыми столбами, не удался. Наконец, вчера я добился от Дюлонга разрешения для Дюмотье продать мне большой столб, заказанный для курса физики на факультете. Сегодня утром этот опыт был произведен у Дюмотье с полным успехом, а днем, в 4 часа, повторен на заседании Института. Мне уже не делали больше возражений, и вот таким образом на основе фактов создана новая теория магнетизма, сводящая все магнитные явления к явлениям гальванизма. Это совершенно не похоже на все то, что до сих пор утверждалось. Завтра я снова изложу мою теорию господину фон Гумбольдту, а послезавтра господину Лапласу в Бюро долгот».

Доклады Ампера 18 и 25 сентября не только сообщали новые факты, но и содержали исключительно интересные соображения по поводу электрических и магнитных взаимодействий. Каждый новый опытный факт служил для Ампера основанием для новых теоретических обобщений и концепций. Его глубокий ум находил все новые и новые проблемы в той области, которой он, как ее истинный отец, дал имя — электродинамика.

Он подвешивает на острие проводник, согнутый в кольцо, и наблюдает, что он притягивается или отталкивается параллельным неподвижным кольцевым проводником. Если перпендикулярно плоскостям этих колец в их центрах расположить два магнита, то они также будут притягиваться или отталкиваться в зависимости от того, какие полюса окажутся сближенными: разноименные или одноименные. «Но что такое магнит? Это тело, в котором распределена «магнитная жидкость», — рассуждает Ампер. — Что же известно о ней? Ничего! Известны лишь явления взаимодействия магнитов, которым не противоречит допущение существования «магнитной жидкости» («флюида»). Но это существование отнюдь не вытекает из известных опытных фактов. Само представление о «магнитной жидкости» зародилось по аналогии с многочисленными флюидами физики XVIII века. Но аналогия — не доказательство».

«Разве надо для каждой новой группы явлений придумывать специальный «флюид»? — Ампер перетряхивает свои познания по философии. — Ведь еще Оккам предупреждал, что не следует создавать новые сущности только потому, что найдено новое явление. А гениальный Ньютон, непревзойденный образец ученого, говорил, что природа проста и не роскошествует излишними причинами. Наконец, электричество действует на магнит, и обратно: магнит — на электрический ток; ток действует на ток и магнит на магнит. Нельзя ли об'единить эти действия в одну группу? Найти единство в этих разнообразных явлениях? Для этого достаточно представить себе, что магнит есть не что иное как совокупность электрических токов. Это нисколько не противоречит опыту, ибо действие двух магнитов друг на друга можно описать, заменив каждый из них соответствующей системой кольцевых, круговых токов, обтекающих их вдоль поверхности перпендикулярно к оси, соединяющей полюса. Тогда магнитные явления вызываются исключительно электричеством. Различие северного и южного полюсов вызывается лишь их положением относительно токов, из которых магнит состоит. Какая стройность и единство вносятся в электротехнику!» Ампер восхищается открывшейся перспективой.