Оглавление

1. От Электричества до Телевидения
2. Предисловие
3. Глава 1. 2637 г. до н. э. — 1000 г.
   1. 1.1. Электричество
   2. 1.2. Магнетизм
   3. 1.3. «Багдадская батарейка»
4. Глава 2. 1000 г. — 1599 г.
   1. 2.1. Магнетизм
   2. 1200 г. Неккам
   3. 1269 г. Марикурт
   4. 1492 г. Колумб
   5. 1544 г. Гартман
   6. 1576 г. Норман
   7. 2.2. Электричество
5. Глава 3. 1600 г. — 1699 г.
   1. 1600 г. Гильберт
   2. 1629 г. Кабеус
   3. 1629 г. Декарт
   4. 1663 г. Фон Герике
   5. 1672 г. Бойль
   6. 1683 г. Галлей
   7. 1698 г. Галлей
   8. Послесловие по главам 1—3. Предисловие к главам 4—5
6. Глава 4. 1700 г. — 1749 г.
   1. 1701 г. Галлей
   2. 1706 г. Гауксби, Франклин
   3. 1711 г. Ломоносов
   4. 1716 г. северное сияние
   5. 1724 г. Грегам
   6. 1729 г. Грей
   7. 1732 г. Дюфе
   8. 1740 г. Бозе
   9. 1742 г. Дезагюлье
   10. 1744 г. Людольф
   11. 1745 г. Вольта, Клейст, Мушенбрек
   12. 1747 г. Франклин
   13. 1748 г. Франклин
   14. 1749 г. Франклин
7. Глава 5. 1750 г. — 1799 г.
   1. 1752 г. Далибар
   2. 1753 г. С. М., Франклин, Рихман, Ломоносов, Кантон
   3. 1754 г. Диниш, Кантон
   4. 1755 г. Планта
   5. 1758 г. Эпинус
   6. 1759 г. Эпинус, Симмер
   7. 1760 г. Франклин
   8. 1762 г. Лагранж
   9. 1767 г. Пристли
   10. 1769 г. Робинсон, Вольта
   11. 1771 г. Вольта
   12. 1772 г. Кулибин
   13. 1775 г. Вольта, бомарше
   14. 1777 г. Лихтенберг
   15. 1780 г. Гальвани
   16. 1785 г. Кулон
   17. 1786 г. Гальвани
   18. 1788 г. Кулон
   19. 1789 г. Вольта
   20. 1791 г. Гальвани
   21. 1794 г. Вольта
   22. 1797 г. Генри
   23. 1799 г. Вольта
   24. Послесловие по главам 4—5. Предисловие к главам 6—8
8. Глава 6. 1800 г. — 1815 г.
   1. 1800 г. Вольта, Николсон и Карлайл, Дэви
   2. 1803 г. Петров
   3. 1-й комментарий — сталинские подходы в электротехнике
   4. 1803 г. Риттер
   5. 1804 г. Гумбольдт, Сальва
   6. 1805 г. Гротгус
   7. 1807 г. Дэви
   8. 1809 г. Земмеринг
   9. 1811 г. Дэви, Пуассон
   10. 1812 г. Замбони, Шиллинг фон Канштадт
9. Глава 7. 1816 г. — 1829 г.
   1. 1816 г. Рональдс
   2. 1817 г. Лампадиус
   3. 1820 г. Эрстед, Швейгер, Ампер, Араго, Био и Савар
   4. 1821 г. Дэви, Волластон, Фарадей
   5. 1822 г. Ампер, Зеебек
   6. 1823 г. Эрстед и Фурье
   7. 1825 г. Стёрджен
   8. 1826 г. Ом
   9. Реплика от автора
   10. 1827 г. Ампер
   11. 1829 г. Генри
   12. 2-й комментарий — сценарии Генри — Фарадей и Попов — Маркони
10. Глава 8. 1830 г. — 1839 г.
    1. 1831 г. Фарадей, Генри
    2. 1832 г. Фарадей, Шиллинг фон Канштадт
    3. 3-й комментарий — Кук и Витстон, Гаусс и Вебер, Штейнгель
    4. 1832 г. Морзе
    5. 1833 г. Ленц
    6. 1834 г. Морзе, Пельтье, Фарадей
    7. 1835 г. Морзе
    8. 1836 г. Даниэль
    9. 1837 г. Морзе, Вейл
    10. 1838 г. Якоби
    11. 1839 г. Грове, Якоби
    12. Послесловие к 6—8 главам. Предисловие к 9—10 главам
11. Глава 9. 1840 г. — 1859 г.
    1. 1840 г. телеграф Кука и Уитстона, телеграф Морзе
    2. 1841 г. элемент Бунзена
    3. 1842 г. гуттаперча Монгомери, Генри, Морзе
    4. 1843 г. «мостик» Уитстона, Кук-Уитстон
    5. 1844 г. линия Балтимор-Вашингтон, первые потери, диалог Морзе и Вейла
    6. 1845 г. телеграф Кука и Уитстон
    7. 1847 г. Гальске, индукционный телеграф братьев фон Сименс
    8. 1848 г. «Ассошейтед Пресс» и другие телеграфные компании, Кирхгоф
    9. 4-й комментарий — патент на телефон и законодатели 21-го века
    10. 1849 г. Нолле, «магнето», «машина Альянс»
    11. 1850 г. Хевисайд
    12. 1851 г. катушка Румкорфа
    13. 1853 г. Сименс, Гальске, Физо, формула Томсона
    14. 1855 г. фигуры Лиссажу, телеграф Юза
    15. 1857 г. Кирхгоф
    16. 1859 г. свинцовый аккумулятор Планте
12. Глава 10. 1860 г. — 1880 г.
    1. 1860 г. «якорь Пачинотти», частотный телеграф Лабарда
    2. 1862 г. Юный Эдисон, опыты феддерсена по разряду лейденской банки
    3. 1864 г. электромагнитное поле «по Максвеллу»
    4. 1865 г. Телеграфный союз, «элемент Лекланше» — батарейка
    5. 1866 г. машина Вильде с электромагнитом
    6. 1867 г. теория «динамо» Сименса, сообщение о «динамо» Уитстона
    7. 1870 г. «световод» Тиндаля
    8. 1871 г. Морзе, Бэббидж, машина Грамма
    9. 1872 г. открытие Фонтена — Грамма — передача энергии на расстояние
    10. 1873 г. «Трактат об электричестве и магнетизме» Максвелла
    11. 5-й комментарий — уравнения Максвелла — что это?
    12. 1873 г. лампы Лодыгина
    13. 1874 г. выпрямители Брауна, телеграфный код Бодо
    14. 1876 г. телефон Белла, ультразвук Кёнига
    15. 1877 г. угольный передатчик и фонограф Эдисона, первая запись
    16. 1878 г. «динамо» де Меритена, альтернатор Фонтена-Грамма, «трансформатор Яблочкова»
    17. 1879 г. эффект Холла, лампа Эдисона, лампа Свана
    18. 1880 г. 16-свечовая лампа Эдисона
    19. Послесловие к 9—10 главам. Предисловие к 11—13 главам
13. Глава 11. 1881 г. — 1893 г.
    1. 1881 г. 1-я телефонная станция в Берлине, триумф Эдисона на выставке в Париже, стереофония Адера, 1-я промышленная сварка металлов Бенардоса
    2. 1882 г. 1-й троллейбус братьев фон Сименс, 1-я электростанция Эдисона
    3. 1883 г. «эффект Эдисона»
    4. 1884 г. телевидение на диске Нипкова, скин-эффект Лэмба-Хевисайда, формула Пойнтинга, уравнения Максвелла (Герца), микротелефон Эриксона, трансформатор Голарда
    5. 1885 г. транформатор фирмы Ганца, антенна Эдисона
    6. 6-й комментарий — трансформаторы и борьба патентов
    7. 1886 г. селеновые выпрямители Фриттса, сопротивление Хевисайда, генератор Тесла
    8. 1887 г. стоячие волны Лоджа, граммофон и пластинки Берлинера
    9. 1888 г. уравнения Максвелл, жидкие кристаллы Рейнтцера, магнитная запись Смита, двигатели Феррариса и Тесла, телеавтограф Грея, волны Герца
    10. 1889 г. АТС Строуджера, таксофон Грея, родился изобретатель Зворыкин
    11. 1890 г. двигатель Доливо-Добровольского, конденсатор Боути, катушка Тесла, родился изобретатель Армстронг
    12. 1891 г. когерер Бранли, ЛЭП Лауфен-Франкфурт-на-Майне, кинетоскоп Эдисона
    13. 1892 г. контур Хевисайда, опыт Приса, линия связи Нью-Йорк-Чикаго, 1-я АТС
    14. 1893 г. электролокомотив Гейльмана, осциллограф Блонделя, вибратор Риги
14. Глава 12. 1894 г. — 1907 г.
    1. 1894 г. детектор Лоджа, передача Лоджем сигналов Морзе, опыты Ратенау
    2. 1895 г. сообщение и испытания грозоотметчика Попова, опыты Маркони
    3. 1896 г. Попов передает телеграмму «Генрих Герц», первая заявка Маркони, Попов показывает грозоотметчик на Нижегородской ярмарке
    4. 7-й комментарий — мысли о хлебе насущном великого изобретателя «чудака» Попова и «беспорядочная жизнь» на Нижегородской ярмарке
    5. 1897 г. 1-й патент и испытание радио Маркони, схема Скотта, опыты Слаби-Арко, трубка Брауна, конденсатор Дэвиса, аппаратура Дюкрете-Попова
    6. 1898 г. опыты Попова-Дюкрете. телеграфон Поульсена, конденсатор Бушера
    7. 1899 г. Маркони связался через Ла-Манш, Тесла строит гигантский резонатор
    8. 1900 г. «пупинизация» телеграфных и телефонных линий, первая передача речи по радио канадцем Фесседеном, получение Маркони патента «четыре семерки»
    9. 8-й комментарий — «осциллятор Тесла» и невежественный Маркони, простой изобретатель Маркони и ОФИЦИАЛЬНЫЙ «ОТЕЦ РАДИО» Тесла
    10. 1901 г. патент Фессендена на радиотелефон, передача Маркони через Атлантику
    11. 1902 г. усилитель Тесла, телеграмма Флеминга, гетеродинный прием Фессендена
    12. 1903 г. радио-телеграмма президента Рузвельта королю Эдуарду
    13. 1904 г. клапан Флеминга, ламповый детекторный приемник Флеминга
    14. 1905 г. супергетеродин Фессендена, торжество аппаратуры Маркони при Цусиме
    15. 1906 г. кристаллический детектор Брауна, аудион Ли де Фореста, звуковой фильм Лаусте, факс Корна, 1-я рождественская музыкальная трансляция Фессендена
    16. 1907 г. патенты Де Фореста на приемник и усилитель на аудионе, телепринтер Моркрум, телескоп (электронное телевидение) Розинга
15. Глава 13. 1908 г. — 1921 г.
    1. 1908 г. Де Форест передает музыку с Эйфелевой башни, Розинг патентует свое телевидение
    2. 1909 г. Де Форест начал передачи в Нью-Йорке, датское цветное телевидение, Маркони и Браун — Нобелевские лауреаты
    3. 1910 г. Де Форест транслирует Карузо по радио, вольфрамовая нить Кулиджа
    4. 1911 г. телевидение Кэмпбелла-Суинтона, телескоп Розинга
    5. 1912 г. «кинетофон» Эдисона, регенератор Амстронга, генератор Мейснера, тетрод Майорана
    6. 1913 г. тетрод Ленгмюра, кенотрон, радиосигналы времени из Парижа
    7. 1914 г. эффект Шоттки, аккумулятор Эдисона, родился диктор Левитан
    8. 1915 г. трансамериканская телефонная линия
    9. 1916 г. подводная связь Айзенштейна, радио коробка Сарнова, родился Барни Оливер
    10. 1917 г. мощные диоды Маркони-Осрам, ртутный выпрямитель Рассела
    11. 1918 г. супергетеродин Армстронга, усилитель Ленгмюра, родился де Хальст
    12. 1919 г. пленочные резисторы, лампы Silica, дуговой конвертер Поульсена
    13. 1920 г. мощный передатчик Маркони, декрет Ленина о центральной радиотелефонной станции, шифровальные машины Коха и Шербиуса (Энигма)
    14. 1921 г. ферросвойства сегнетовой соли, устная радиогазета в Москве
    15. 9-й комментарий — электрификация и коммунизм
    16. Послесловие к 11—14 главам. Предисловие к 14—18 главам
16. Глава 14. 1922 г. — 1929 г.
    1. 1922 г. башня Шухова, кварцевый генератор Кэди, съезд физиков в Н. Новгороде, 1-й радиоконцерт в России, 1-й фильм со звуком по системе Фогта, Би-Би-Си
    2. 1923 г. аппаратура Шорина, Radiojournal, телевидение Бэрда и Зворыкина
    3. 1924 г. иконоскоп Зворыкина, телесистема Каролуса, кристадин Лосева
    4. 10-й комментарий — НЭП, радиолюбительство и «свобода» эфира
    5. 1925 г. 1-е изображение на аппаратуре Бэрда, электрический граммофон
    6. 1926 г. 1-й показ телевидения Бэрда, антенна Яги-Уда, 1-й тетрод Osram, 1-я радиотрансляция футбола в Германии, пентод Телленгена, телесистема Такаянаги, 1-я радиопроповедь в США, 1-й радиоконцерт из Таллинна
    7. 1927 г. ТВ-система Фарнсворта, ТВ AT & T в США, радио на башне Шухова в Москве, радио Хабаровска, звуковой фильм «Warner Brothers», «Phonovision» Бэрда
    8. 11-й комментарий — «Закон о радио» 1927 года — как это делают в Америке
    9. 1928 г. 1- телестанция в мире — Jenkins Television в США, журнал «Телевижн», 1-я телетрансляция через океан, магнитная лента Пфлеумера, 1-й звуковой мультфильм Диснея
    10. 1929 г. телевещание в Англии на BBC, пробное телевещание в Германии
17. Глава 15. 1930 г. — 1938 г.
    1. 1930 г. советские схемотехнические изображения, 1-е всемирное радиозаседание, «Televisor» Бэрда
    2. 1931 г. радиовидение Бартелеми, 1-я телетрасляция скачек по BBC, магнетрон Холлманна, телесистема Арденне, телесистема Шмакова, умер Эдисон
    3. 1932 г. UHF антенна Дарборда, электронный микроскоп Кнолля-Раша, заморское радиовещание ВВС, магнитофонная лента BASF
    4. 1933 г. панамские радиопираты, стереопластинки EMI, FM Армстронга
    5. 1934 г. ТВ в Австралии, опытное FM радио Армстронга, германский ТВ-стандарт, диод Зенера — стабилитрон, кварцевый фильтр Мейсона
    6. 1935 г. ТВ РТТ в Париже, канал Павла Нипкова в Берлине, «Горьковско-Люксембургский эффект», радар Телефункен, радиорелейная связь, советский телевизор Б-2, «Magnetophon К1» фирмы AEG
    7. 1936 г. канал Нипкова — 180 строчное ТВ на Олимпиаде-1936, BBC-1 — 240/405 строчное ТВ, плазменный ТВ-приемник Тихани, печатная плата Эйслера
    8. 1937 г. радиотелескоп, клистрон братьев Вариан и Хансена, ИКМ Ривза, IBM Mark I, канал Нипкова — 441 строчное ТВ, коронация Георга VI на ВВС
    9. 1938 г. телецентр на Шаболовке — 343 строки, телецентр в Ленинграде — 240 строк, работы Клода Шеннона, триггер Шмитта
18. Глава 16. 1939 г. — 1945 г.
    1. 1939 г. ТВ в Москве, Нью-Йорке, Японии, завод №326 в Горьком, FM-станция Армстронга, магнетрон Рэндала-Бута, суперортикон Роуза-Джеймса
    2. 1940 г. стереозвук для кино Bell Lab., приемники «Пионер» и «Vefsuper M 517», первый массовый советский телевизор «17ТН-1»
    3. 1941 г. германиевый диод, компьютер Цузе, кремниевый фотодиод, станция «Левкой»
    4. 1942 г. в США остановлено ТВ, компьютер из Айовы, AN/ART-13 («Дунай»)
    5. 1943 г. ТВ в Париже и Нью-Йорке, «Torn. Fu. k» — «Кауфман»
    6. 1944 г. система управления огнем, УКВ разъем Amphenol, финал ТВ Нипкова
    7. 1945 г. ТВ на Шаболовке, экспериментальное ТВ в США, керамические конденсаторы, 88—108 МГц, цветное ТВ CBS, орбита Кларка
19. Глава 17. 1946 г. — 1955 г.
    1. 1946 г. ТВ в Париже, серийный «Model T», мобильный телефон, ЭВМ ENIAC
    2. 1947 г. кабельное ТВ в США, транзистор, реконструкция Шаболовки
    3. 1948 г. Bell патентует транзистор, долгоиграющая пластинка CBS, голография Габора, ТВ на ОИ-1948, ТВ в Ленинграде, осциллограф Tektronix 511, год ТВ в США
    4. 1949 г. новое ТВ с Шаболовки, теория связи и 1-я игра на ЭВМ Клода Шеннона, умер Джеветт — президент компании Bell
    5. 1950 г. масочный цветной кинескоп RCA, ТВ на Кубе, в Мексике, Бразилии, Гамбурге, стробоскоп, видикон
    6. 1951 г. ТВ в Голландии, Аргентине, Берлине, Киеве, мазер, кабельное ТВ в США
    7. 1952 г. полевой транзистор, цифровой вольтметр, ТВ в Турции, Доминикане, Канаде, ГДР, ФРГ
    8. 1953 г. ТВ в Японии, Швейцарии, Бельгии, Таиланде, на Филиппинах, в Венесуэле, декадная неонка, телевизор «КВН-49—4», стандарт NTSC в США
    9. 1954 г. ТВ в Италии, Колумбии, Дании, Риге, солнечная батарея, практический мазер, 1-я в мире опытная АЭС в Обнинске, 21-дюймовый телевизор серии СТС-4 от RCA
    10. 1955 г. 1-я студия цветного ТВ, инфракрасный диод, световодный эндоскоп, ТВ в Финляндии, Люксембурге, Австрии, Харькове, Владивостоке, Свердловске, Краснодаре, Таллинне, Тбилиси, Баку, транзисторный приемник ТР-55 от Sony Co.,
20. Глава 18. 1956 г. — 1965 г.
    1. 1956 г. АЭС в Британии, телевизор «Рекорд», магнитофон «Эльфа-10», радиовойна в Европе, игры В Мельбурне, ТВ в Минске, Испании, Уругвае, Алжире, Иране, Швеции, Австралии, Донецке, Барнауле, Ташкенте, видеомагнитофон «Ампекс»
    2. 1957 г. цветной видеомагнитофон, туннельный диод, ТВ в Югославии и Португалии, Ереване, Вильнюсе, Новосибирске, Ярославле, Горьком, Мурманске, Львове, Красноярске, Иркутске, сверхпроводимость, Фестиваль молодежи и самолетные ретрансляторы, АМ передатчик на Спутнике, 1-я АЭС в США
    3. 1958 г. телевидение в Румынии, Китае, на Кипре, в Куйбышеве, Кишиневе, Вильнюсе, Ростове-на-Дону, Луганске, Кирове, Челябинске, Омске, Перми, Кемерово, лазер, интегральная схема, радиола «Комета»
    4. 1959 г. ТВ в Болгарии, Индии, Ливане, Уфе, танталовый конденсатор, IBM 1401, радиосигналы со снимками обратной стороны Луны
    5. 12-й комментарий — как в 1959—1960 годах в СССР осваивали Луну
    6. 1960 г. ТВ в Египте, Новой Зеландии, Хабаровске, Южно-Сахалинске, Душамбе, Ашхабаде, цветное ТВ в Японии, Ленинграде, светодиод, «Клуб путешественников», Твист, транзисторный телевизор Sony TV-8—301, Спидола и Верховина
    7. 1961 г. телерепортаж о встрече Юрия Гагарина, 1-я АЭС в ФРГ, партийный съезд на экране ЦТ СССР, стерео FM в США, ТВ на Камчатке, Гауя, Яуза-10
    8. 1962 г. автомобильный телевизор Sony TV-5—303, ТВ в Конго, Австралии, 1-й спутник телесвязи «Telstar-1», первая космическая телетрансляция
    9. 1963 г. система PAL, на ТВ — Битлз, ТВ в Чите, всемирная система связи, калькулятор, ПАВ, дисплей LCD, компакт-кассета Philips, трагедия в Далласе
    10. 1964 г. создана триада спутников телесвязи, трансляция Олимпиады в Токио на США, INTELSAT, ТВ в Пакистане, Радий-Б
    11. 1965 г. маг «Романтик», ТВ Нигерии, Парагвая, первый репортаж из открытого космоса, 1-й советский телесериал, спутники связи «Эрли Берд» и «Молния-1», 1-я передача по системе SECAM-III из Москвы в Париж
21. Послесловие
    1. Итоговый комментарий — «Прошло 50 лет»
22. Литература

Предисловие

21 век — время стремительного развития средств телекоммуникации — можно смело утверждать — несколько миллиардов людей всех возрастов и национальностей на всех континентах каждодневно используют разнообразные телекоммуникационные средства. Чем же примечателен 2015 год? 9 мая 2015 г. Россия торжественно отпраздновала 70-летие победы в Великой Отечественной войне, и в тени этого крупнейшего исторического события осталось 120-летие начала практических работ россиянина Александра Попова в области приема электромагнитных импульсов, возникающих при грозовых атмосферных разрядах. Автор сразу обозначит свою историческую позицию — великого радиоинженера Александра Попова мы не можем считать именно «изобретателем радио» — это было бы несправедливо к Генриху Герцу и его последователям, но в области дальнего радиотелеграфного приема у Попова в 1895 году был явный мировой приоритет.

Популярная история «От Электричества до Телевидения» посвящена краткому хронологическому изложению этапов развития нашей цивилизации в направлении: Электричество — Магнетизм — Телеграф — Телефон — Радио — Телевидение. Автор сообщит читателю имена ученых-первопроходцев и изобретателей и коротко расскажет, об их открытиях и изобретениях, представит некоторые интересные иллюстрации, и даже некоторые схемы, при этом автор обещает не перегружать читателя теорией и формулами, и сообщить ему много интересной и полезной информации.

Глава 1. 2637 г. до н. э. — 1000 г.

Первые шаги человечества в изучении электричества и магнетизма

1.1. Электричество

Электрические явления знакомы человеку с более древних времен, чем магнитные. Вместе с этим очевидно, что люди не объединяли магнитные и электрические явления, не догадывались об их близкой физической природе. Из электрических явлений, которые были известны человеку как разные явления, можно отметить следующие:

молния — грозное природное явление, приписываемое проявлению божественной силы — у греков это верховное божество Зевс — Zevs (греч. — написано латинским шрифтом) — дата начала культа Зевса-громовержца может быть определена как 15—14 века до н. э.

электрошоковое действие отдельных видов рыб — предположительно египтяне знали о них в 24 век до н. э.

электрические свойства янтаря — накопление статического электрического заряда при натирании мехом — были обнаружены много ранее 7 века до н. э.

Происхождение слова электричество (а позднее и электрон) очевидно греческое т. к. elektron — это янтарь — на древнегреческом языке. В русский язык слово янтарь скорее всего пришло из литовского от gintaras (лит.), учтем при этом большую добычу янтаря на литовском побережье Балтийского моря, откуда солнечный камень и привозили в Русь.

Впрочем, месторождения янтаря есть по всей Европе — в том числе и в Северной Греции, этот природный материал — окаменевшая смола — использовался с древних времен как материал ювелирный. При трении о сухую кожу на янтаре накапливается электрический заряд, который может притягивать легкие предметы — перья, волосы и т. д. Это свойство янтаря долгое время считалось уникальным и только ему присущим.

Аристотель пишет, что Фалес Милетский проверил притягательные свойства янтаря, когда натер его кусок кошачьей шерстью и притянул пучок перьев. Проверить это сведение об опыте, проведенном в 7 веке до н. э., невозможно — будем доверять Аристотелю.

Римляне приписывали янтарю — амбре — (ambra — итал.) лечебные свойства, об этом упоминает Плиний (1 век), связано ли это с накоплением заряда от трения — неизвестно.

На этом сообщения об электричестве в описываемом периоде истории заканчиваются.

1.2. Магнетизм

Явление магнетизма — взаимного притяжения природных материалов — камней из магнитного железняка («магнит» — слово греческое magnyz– читается как «магниз») и самородного железа — известно человеку с древних времен. Сведения о приоритете китайцев в этой области науки не очень достоверны, но мы обязаны о них упомянуть [1]:

не ранее 2637 года до н. э. — китайский император Хуан-ди (2697—2597 годы до н. э.) использовал компас (?) в бою, чтобы найти направление, по которому он должен преследовать своих врагов.

1110 год до н. э. — китайский министр Тахеон Кун использовал компас при плавании из Кочина, Китай, в Тонкин; два года спустя китайские суда по компасу вышли в Индийский океан.

1022 год до н. э. — на китайских колесницах было установлено устройство с плавающей магнитной стрелкой в форме фигурки божества, которое протянутой рукой всегда указывало на юг.

Происхождение слова магнит греческое и в Европе первые описания магнитов встречаются у греческих авторов, их труды мы знаем в изложении европейских авторов средних веков. Внимание заслуживает 20-томный трактат [2] итальянского ученого и алхимика Джамбаттиста делла Порта (1540—1615) — в седьмом томе своего трактата он ссылается на греческого писателя Никандра (жил во 2 веке до н. э.) и римского писателя Плиния (жил в 23—79 гг. — погиб при извержении Везувия) и приводит легенду о греческом пастухе, который застрял в своих подкованных сандалиях на каменистом поле у города Магнез, и тем самым первым нашел магнитный железняк. Дата этого происшествия неопределенна, но известно, что легендарный Магнез, сын Зевса, правитель Магнеза — герой из греческой мифологии — жил в 10—12 вв. до н. э., следовательно, не ранее этого времени был открыт магнит — т. е. в Китае он был известен на 1500 лет раньше.

В 7 в. до н. э. магнит и его магнетизм (свойство притягивать железо) были в Греции общеизвестны, об этом можно судить по трактату «О душе» Аристотеля [3], в котором есть упоминание о философе Фалесе Милетском (жившем в 624—548 г. до н. э.):

«По-видимому, и Фалес, по тому, что о нем рассказывают, считал душу способной приводить в движение, ибо утверждал, что магнит имеет душу, так как движет железо.»

Свою версию происхождения слова магнит дает российская энциклопедия [4]:

«Магнитная железная руда находится почти везде, в России в особенности на Урале (гора Благодать); древние находили ее в Лидии у города Магнезии (Гераклеи), почему и назвали ее гераклейским камнем (Платон), лидийским камнем (Софокл).»

С года смерти Плиния (79 г.) в научных достижениях естествоиспытателей (вернее в сведениях о них) имеется 1000-летний провал, и только с 11 века появились новые сообщения о работах по изучению магнетизма и применения его на практике.

1.3. «Багдадская батарейка»

Для полноты картины о начальных сведениях по электричеству и магнетизму упомянем об одной археологической находке — т. н. «багдадской батарейке». Эту «батарейку» при раскопках в районе Багдада в 1936 г. нашел австрийский археолог Вильгельм Кёниг, в 1940 г. в Вене он опубликовал книгу о своей работе «Im verlorenen Paradies : 9 Jahre Irak». Артефакт, который нашел Кёниг, при большой фантазии можно принять за гальванический элемент — проводившиеся опыты с макетом «багдадской батарейки» закончились получением от нее напряжения 0,8—2,0 В. Дата изготовления «багдадской батарейки» условно относится к 3 веку до н. э. Скептики считают, что представленный Кёнигом артефакт имеет другое назначение — например, это сосуд для хранения свитков рукописей (к слову — традиционно по всем интересным археологическим находкам высказываются скептики, например, «золото Трои», которое нашел Шлиман, они считают «новоделом», сделанным «в Одессе на Малой Арнаутской» и т. д.). Артефакт Кёнига представлен в Техническом музее в Вене [5].

Глава 2. 1000 г. — 1599 г.

Новые исследования электричества и магнетизма

2.1. Магнетизм

В области магнетизма внимание ученых в 10—15 веках в первую очередь было приковано к двум областям знания:

компасу, как навигационному прибору, использующему намагниченную стрелку;

Земле, как большому магниту, по поверхности которого можно перемещаться с использованием компаса.

Компас предположительно был завезен в Европу из Китая, но имеются сторонники версии о независимом создании компаса в Европе — установить доподлинно этот вопрос невозможно, как неизвестны имена создателей китайского и европейского компасов.

Неаполитанцы считали, что компас изобретен их земляком Флавием Джиои и поставили ему памятник, но исследователи первенство Неаполя не признавали:

«В одной рукописи ХI века сообщают, как о вещи давно известной, что китайцы употребляют магнитную стрелку для указания направления на море в при путешествиях на суше. Китайские императоры во время переездов через пустынные азиатские степи издавна имели магнитные стрелки в своих паланкинах. Первые известия об употреблении компаса у арабов относятся к 1242 г. Араб Байлак рассказывает, что в темные ночи сирийские мореплаватели кладут обыкновенно на воду крест из лучинок, а сверху магнит, который своими концами указывает направление. Арабы, впрочем, знали компас еще раньше, судя по одной цитате в сочинениях Альберта Великого, которая заимствована из древней арабской книги и положительно указывает на знание свойств магнитной стрелки. Подобное же указание встречается в одном французском стихотворении Гюйо (1181), где магнитная стрелка, с ясным намеком на ее употребление моряками, называется маринетте. Из всего сказанного очевидна неосновательность притязаний итальянца Флавия Джиои или Джири из Амальфи, которому обыкновенно приписывают изобретение компаса в 1302 г. и которому по этому случаю поставлен в Неаполе бронзовый памятник.» [11].

1200 г. Неккам

В 1200 г. первым из европейцев в своем энциклопедическом трактате «De naturis rerum» («О природе вещей») компас описал английский монах Александр Неккам (1157—1217 гг.). Неккам рассказывает о «плавающей» конструкции компаса, он точно описывает явления притяжения и отталкивания и предлагает теорию магнитной силы. [6].

За описанием Неккама последовали описания ряда авторов:

1204 г. — Жак де Витри (1165—1240 гг.);

1205 г. — Гийо де Провинс (1184—1210 гг.);

более подробное описание дал в 1220—44 гг. Винсент де Бове (1190—1264 гг.).

1269 г. Марикурт

В 1269 г. этапную работу по теории компаса «Epistola de Magnete» написал крестоносец из Пикардии Пьер де Марикурт (умер после 1269 г.). В письменном трактате Пьер де Марикурт изложил эмпирическую теорию по геомагнетизму, и представил изображения «плавающего» и «сухого» компасов (рис. 2) и описание их работы. Кроме того Марикурт предложил первый «вечный» двигатель, в котором магнитная стрелка под действием земного притяжения должна была сдвигать зубчатое колесико, размещенное на внешней окружности компаса. В 14 веке было известно около 30 версий рукописных копий трактата Марикурта, на основе одной из этих версий книга Марикурта «Epistola de Magnete» была напечатана в Аугсбурге только в 1558 г. Пикардиец Марикурт опередил время на 300 лет, но был забыт, т. к. «новое» объяснение принципа работы компаса в магнитном поле Земли в 1600 г. от своего имени представил англичанин Вильгельм Гильберт (1544—1603 гг.), который, безусловно, знал о работе Марикурта. Еще через 400 лет справедливость научного первенства Марикурта была признана, и с 2005 г. Европейский геофизический союз в знак особых заслуг Пьера де Марикурта ежегодно одного ученого естествоиспытателя награждает медалью имени Петра Перегриноса (это латинское имя Пьера де Марикурта).

С 1269 года по 1600 год новых оригинальных научно-технических работ по магнетизму мы не знаем. В тоже время развитие техники компаса и связанной с ним магнитной картографии шло бурно. Новые земли были открыты с использованием компаса, самые известные его пользователи мореплаватели итальянец Колумб и португалец Васко да Гама нашли путь в Америку и Индию. В практическом применении пользователи столкнулись с двумя явлениями, которые ухудшали точность компаса:

магнитное склонение — отклонение стрелки прибора от истинного направления на север;

магнитное наклонение — отклонение стрелки прибора от истинного горизонта.

1492 г. Колумб

Считается, что в 1492 г. Колумб (1451—1506 гг.) при плавании через океан в Америку точное направление на север определял по Полярной звезде, и обнаружил что магнитное склонение, которое считалось величиной постоянной, меняется в разных географических координатах. Его открытие привело к необходимости создания карт магнитных склонений — вероятно первую такую карту составил испанец Алонсо де Санта Крус в 1530 г.

1544 г. Гартман

Авторство обнаружения магнитного наклонения, возможно, принадлежит немецкому ученому Георгу Гартману (1489—1564 гг.) [8]. В 1544 г. в письме, которое 4 марта Гартман отправил из Нюрнберга герцогу Альбрехту Прусскому с голубем (!), он написал об обнаружении магнитного наклонения около 0,9 градуса. Письмо Гартмана находилось в Королевском архиве Кенигсберга, но в 1590 г. итальянские физики выразили свой скептицизм относительно открытия Гартмана, высказав версию о влиянии на магнитную стрелку железной оконной решетки.

1576 г. Норман

В 1576 г. выдающийся эксперимент по измерению магнитного наклонения в Лондоне провел английский производитель компасов Роберт Норман. В 1581 г. он опубликовал подробный научный памфлет «The newe attractive:…» — «Новое наблюдение:» [9]. Норман в своем памфлете приводит подробное описание применяемых в компасе магнитов, рассказывает о своем измерении магнитного наклонения в Лондоне. Он пишет «я обнаружил в Сити Лондона наклонение около 71 градуса 50 минут», и приводит поясняющие схемы и условный внешний вид изготовленного для замеров прибора (рис. 3) — стрелка прибора на рисунке показывает реальное магнитное наклонение в Лондоне. В знак признания научных заслуг Нормана один из кратеров на Луне назван его именем.

2.2. Электричество

Исследований, которые открыли бы новые явления в области электричества с 1000 по 1599 гг. не было. Упоминавшийся мной большой труд итальянца Джамбаттиста делла Порта [2] содержит описательные разделы, относящиеся к электричеству — но это изложение достижений предшественников и описание известных физических эффектов.

Глава 3. 1600 г. — 1699 г.

Первые теории и законы для электричества и магнетизма

1600 г. Гильберт

1600 г. стал рубежом для научных исследований по магнетизму и электричеству. В этом году вышла содержательная работа англичанина Вильгельма Гильберта.

«Гильберт, Вильгельм (Gilbert, 1540—1603) — врач королевы Елизаветы и Иакова I. Занимался исследованиями над свойствами магнитов и земным магнетизмом. Его сочинение: «De magneto magneticisque corporibus et de magno magnete tellure» издано в Лондоне, в 1600 г. Он в нем высказывает, что для объяснения склонения и наклонения магнитной стрелки необходимо рассматривать землю, как большой магнит. Вообще это сочинение, в котором описаны впервые точные магнитные и электрические опыты, весьма замечательно для своего времени и положило начало настоящей науке о магнетизме и электричестве. Полное собрание его сочинений издано В. Босвелем под заглавием: «De mundi nostri sublunaris philosophia nova» (Амстерд., 1651). Увлеченный изучением магнитных явлений, Г. стремился объяснить и многие другие явления также магнетизмом [2].

Вильгельм Гильберт изобрел электроскоп — прибор для определения наличия заряда на предмете — это была металлическая легкая стрелка, которая могла вращаться на оси, автор назвал этот прибор «версориум». Для демонстрации магнитных свойств Земли Гильберт построил модель из магнитного материала — «терреллу» — «маленькую землю», на этом макете Гильберт с помощью компаса показал что является причиной склонения и наклонения у компаса на реальной Земле. Приборы Гильберта представлены на рис 4.

Гильберт первым сообщил о наличии двух видов «электричества» (этот термин, происходящий от греческого названия янтаря, возможно первым употребил Гильберт) — натертый мехом янтарь по Гильберту получал «смолистое» электричество, а стеклянная палочка, натертая шелком, получала электричество другого типа, его Гильберт назвал «стеклянным». С помощью электроскопа Гильберт определил, что разноименное электричество у двух тел притягивается, но свойство отталкивания ему было неизвестно. Гильберт также показал, что если магнит расколоть, то у осколков магнита немедленно образуется 2 полюса. По Гильберту свойствами приобретения электрических свойств от трения обладают многие материалы, в частности алмаз, аметист, все виды стекла, сера, каменная соль и другие. Неспособными к получению электрических свойств при трении Гильберт называет кроме прочих агат, жемчуг, слоновую кость и металлы. Гильберт первым определил, что опрыскивание водой и спиртом ослабляет электрическую силу, а опрыскивание маслом не оказывает влияния. Родство электричества и магнетизма Гильберт не обнаружил, магнетизм он считает особым свойством, присущим телу от природы, а электричество — истечениями из тела, происходящими при трении.

1629 г. Кабеус

В 1629 г. в Ферраре итальянец Никколо Кабеус (1585—1650 гг.) напечатал свою работу «Philosophia magnetica», в которой он подтверждает научный факт о том, что Земля представляет собой большой магнит, а также сообщает о наличии сил электрического отталкивания и притяжения (термин «электрическая сила» первым употребил Кабеус). Никколо Кабеус выступал за тщательное подтверждение гипотезы экспериментом, при этом он был ярым противником Галилея (обвинял последнего в плагиате — списывании закона падения тела у ученых генуэзской школы), и считал, что магнитные свойства Земли дополнительно подтверждают геоцентрическую модель строения Солнечной системы.

1629 г. Декарт

В 1644 г. французский естествоиспытатель Рене Декарт (1595—1650 гг.) опубликовал работу «Principia Philosophiae», в которой предложил 1-ю теорию магнита. По Декарту вдоль оси магнита протекает вращающийся вихрь флюидов, которые втекают в один полюс и вытекают из другого. Идеи Декарта для магнетизма сходны с идеями Гильберта для электричества (см. выше) в части объяснения природы явления неким невидимым «истечением». В определенном смысле теория Декарта оказалась качественно верна, с заменой понятия «вихрь флюидов» на «магнитное поле».

1663 г. Фон Герике

Не позднее 1663 г., а возможно и 10 годами ранее, немецкий естествоиспытатель Отто фон Герике (1602—1686), провел в Магдебурге серию опытов на прототипе электрической машины. Цель Герике, более известного своими работами в области создания вакуума, состояла в проверке электрических опытов Гильберта, что он и выполнил, кроме того Герике открыл ряд новых электрических явлений.

«Чтобы наладить электрические опыты более удобно, чем Гильберт, и получать более сильные действия, Герике, устроив шар из серы величиною в детскую голову, насадил его на железную ось с рукояткой и установил на деревянном штативе. При вращении шара для натирания его служила ладонь человеческой руки. С этим-то зародышем электрической машины Герике удалось существенно пополнить скудные электрические сведения своего времени. Так, он наблюдал, что пушинка не только притягивается натертым шаром, но через некоторое время отталкивается им; ему даже удавалось, сняв шар с штатива, заставить пушинку плавать в воздухе. Далее он заметил, что пушинка, раз оттолкнутая от шара, начинает притягиваться к другим телам… К скамейке была прикреплена деревянная стойка, с вершины которой спускалась льняная нитка более чем в локоть длины. Натертый серный шар приближался к вершине стойки, а к нижнему концу нитки подводился пальца на два какой-нибудь посторонний предмет, — тогда конец нитки притягивался к последнему. Таким образом Герике показал, что электрическая сила может распространяться по льняным нитям на длину одного локтя.» [11].

Свои результаты Герике подробно описал в труде «Experimenta nova», изданном в 1672 г., электрические опыты описаны в книге 4, главе 15. Цель создания электрической машины Герике перед собой не ставил — его сфера из минеральной серы была сделана по образцу магнитной «тереллы» Гильберта. Явление электрической индукции, которое фактически открыл Герике, особого внимания у современников не вызвало, но подтолкнуло других ученых, в первую очередь англичанина Хэксби (см. далее) к углубленным исследованиям. Судьба экспериментальной модели с серным шаром, сделанным Герике, точно неизвестна, но в 1815 г. «машина Герике» находилась в Брауншвейгской политехнической школе — авторство этой «машины» точно не доказано.

1672 г. Бойль

После 1672 г. на основе труда Отто фон Герике и с использованием его воздушного насоса английский физик Роберт Бойль (1627—1691 гг.) провел ряд опытов и получил новые результаты.

«Эти и многие другие опыты Б. производил при помощи воздушного насоса, незадолго перед тем изобретенного Отто фон Герике, но получившего различные усовершенствования в руках Б. После появления сочинения Герике, в котором описаны его опыты над электричеством и магнетизмом, Б. занялся воспроизведением этих опытов и внес в них, как всегда, нечто новое; однако он иногда ошибался, как, например, в том случае, когда полагал, что железо отпадает от магнита под колоколом воздушного насоса вследствие разрежения воздуха.» [4].

Бойль обнаружил (возможно, не первый) взаимность электрического притягивания — что выражается в том, что не только не наэлектризованное тело притягивается наэлектризованным, но и второе притягивается первым. Используя воздушный насос, Бойль первым показал, что в пустоте электрические опыты удаются так же, как в обычных условиях, т. е. для проявления электрического взаимодействия тел воздух не нужен.

1683 г. Галлей

В 1683 г. англичанин Эдмунд Галлей (1656—1742 гг.) опубликовал работу «Таблица магнитных склонений» для многих мест Земли, где приводились величины склонений преимущественно за период 1670—80 гг. Из этих наблюдений Галлей делал вывод, что в данное время в Европе и на восточном побережье Северной Америки склонение западное, но в океане должно быть место, где склонение восточное или даже равное нулю. Галлей выдвинул версию, что Земля имеет 4 полюса — версию оригинальную, но ошибочную.

1698 г. Галлей

В 1698 г. правительство Англии предоставило астроному Галлею корабль для проверки его версии о 4-х полюсах Земли и уточнения магнитного склонения в океане, что имело важное значение для морского ведомства. В 1698—1702 гг. Галлей предпринял три плавания в Атлантический океан, в ходе которых он первым стал отмечать на карте места равных склонений и соединять их линиями. Созданная Эдмундом Галлеем первая карта изогонических линий склонения была опубликована в 1701 г.

Послесловие по главам 1—3. Предисловие к главам 4—5

17-й век ознаменовался некоторыми инженерными достижениями в области электричества и магнетизма, были проведены интересные опыты, Галлей и Герике построили макеты, Герике построил электрическую машину, Декарт и Галлей выдвинули теории. Ученые Земли были почти готовы к пониманию физических причин электрических и магнитных явлений.

18-й век можно характеризовать как век экспериментов. В области электричества и магнетизма ученые продвигались «на ощупь», а многие результаты были получены «случайно». Оптика, астрономия, математика, механика были развиты уже в достаточной степени, а учение об электричестве и магнетизме отставало, но научные факты копились в умах естествоиспытателей для спринтерского рывка первых десятилетий 19-го века.

Глава 4. 1700 г. — 1749 г.

Опыты Гауксби и Грея, электрические машины, «лейденская банка» Мушенбрека, опыты Франклина

1701 г. Галлей

На рубеже 18-го века англичанин Эдмунд Галлей