Как отмечалось ранее, многие важнейшие открытия и изобретения в науке и технике были сделаны совершенно случайно. Ниже мы продолжим рассказ о том, как«Его Величество Случай» или определенное стечение обстоятельств помогли рождению некоторых из них.
Выяснение взаимозависимости между электричеством и магнетизмом имело важное значение для развитии науки и техники. В этом деле особенно велика заслуга датского физика Ханса Кристиана Эрстеда (1777-1851), которому помогла сделать величайшее открытие его врожденная наблюдательность. Как утверждают многие историки науки, Эрстед в 1820 году в процессе проведения экспериментов, совершенно случайно заметил, что магнитная стрелка компаса отклоняется под действием электричества. Благодаря этому случайному наблюдению он сделал вывод, что электричество и магнетизм составляют нечто целое.
Особенно возрос интерес к электромагнетизму после того, как в 1823 году Стерджентом (1743-1850) был изобретен электромагнит, который в 1831 году, был усовершенствован Джозефом Генри (1799-1878). Исследования электрического тока и магнитного поля привели к замечательным результатам, имевшим большое теоретическое и практическое значение. Эти открытия проложили прямой путь к созданию электротелеграфа, электрогенератора, электродвигателя и многих других технических открытий и изобретений. Но одновременно возникла другая, не менее серьезная, техническая проблема, – как передавать электроэнергию на дальние расстояния. И здесь опять помог случай!
Первые опыты передачи электрической энергии на расстояние были проведены несколько неожиданным способом. В 1873 году на Венской международной выставке демонстрировалось свойство обратимости электрических машин. Французский злектрик Ипполит Фонтен подключил с помощью кабеля друг к другу генератор и электродвигатель. Последний приводил в действие водяной насос, обеспечивавший подачу воды из бассейна на искусственный водопад. Желая уменьшить подачу воды в бассейн за счет снижения числа оборотов электродвигателя, а следовательно и за счет снижения частоты вращения насоса, Фонтен придумал увеличить электросопротивление токоподводящих проводов, т.е увеличить длину кабеля соединяющего генератор с двигателем. С этой целью он соединил две электромашины кабелем, намотанным на барабан длиной более 1000 метров.
Так впервые была случайно продемонстрирована возможность передачи электроэнергии на значительные расстояния. Справедливости ради следует сказать, что сам Фонтен не был до конца уверен в возможности передачи электроэнергии на большие расстояния таким способом, из-за опасения больших потерь энергии в кабеле, однако различные усовершенствования, в дальнейшем внесенные в него, подтвердили перспективность именно этого способа.
После изобретения универсального теплового двигателя Джеймсом Уаттом встал вопрос об использовании его в качестве двигателя на транспорте, т.е.изобретенияпаровоза. Ближе других к созданию работоспособной конструкции паровоза подошел сын рудничного качегара из Ньюкасла, талантливый английский изобретатель-самоучка Джордж Стефенсон (1781-1848). Он много работал над своим самообразованием и одновременно занимался изобретением и усовершенствованием различных машин и механизмов. Первый паровоз, созданный им, был очень тяжелым, тихоходным и маломощным. Однако это его не остановило, и к 1825 году он создал около 16 различных коструктивных вариантов паровозов, за что был назначен вначале на должность механика, а затем главного инженера компании по строительству в Англии первой железной дороги общего пользования.
Его главное изобретение, сделанное им совершенно случайно, состояло в том, что он направил отработанный пар в дымовую трубу, в результате чего усилился процесс горения топлива и возросла мощность локомотива. Вследствие примененного им усовершенствования ему удалось повысить также и скорость локомотива. Представленный Стефенсоном в 1829 году на Рейнхилловских соревнованиях новый паровоз «Ракета», при мощности 13 л.с. тянул поезд весом 17000 кг со скоростью 21км/час, а скорость паровоза с одним пассажирским вагоном и 36 пассажирами достигала 36 км/час.
Кстати, слово «локомотив» произошло от латинского locomoveo, что означает «сдвигаю с места».
«Его величество случай» помог во многих других открытиях и изобретениях. В частности, в строительной технике произошел существенный переворот после того, как случайно был изобретен цемент и началось его широкое применение, а также на его основе использование бетона и железобетона.
Цемент был изобретен случайно английским каменщиком Джозефом Аспдином в 1824 году. Он предложил получать неизвестный ранее порошок из смеси обожженной глины с гашеной известью, Этот порошок при смешении с водой оказался способным затвердевать на воздухе и образовывать камнеподобную массу. Изобретенный цемент он назвал портландским, из-за внешнего сходства с камнем, добываемым вблизи города Портланда, где работал сам каменщик. Портланд-цемент обладал высокими вяжущими и прочностными свойствами, и вскоре стал наиболее распространенным и совершенно незаменимым строительным материалом. Производство портланд-цемента очень быстро возросло, и к концу XIX века достигло 2,5 млн тонн.
Особенно увеличился спрос на цемент после того, как его начали использовать в качестве связующего в бетоне и в железобетоне. Бетон без цемента был известен еще в древнем Риме, но только после появления цемента он получил новое признание, Особенно важным качеством бетона является стойкость в воде, что делает его незаменимым при строительстве мостов, плотин, тоннелей, различных подземных сооружений и т.д. Совмещение в строительстве бетона и стальной арматуры позволило получить новый строительный материал – железобетон.
В заключение приведем еще один пример, когда случайность помогла изобрести всеми нами любимую содовую воду. Английский химик Джозеф Пристли (1733-1804), проводя многочисленные эксперименты над углекислым газом, случайно изобрел способ получения содовой воды, за что был удостоен высшей награды Королевского общества – медали Каплея. Но главным достижением Д.Пристли в опытах с газами явилось открытие им в 1774 году кислорода и последовавшее затем объяснение процесса горения и дыхания как потребление дефлогистированного воздуха. Он также впервые показал, что зеленые растения «исправляют воздух, испорченный дыханием живых существ», т.е. установил, что на солнечном свету зеленые растения выделяют кислород из поглощенного ими воздуха или углекислого газа.
Статья поступила в редакцию 12 декабря 2006 года
