Текст книги "Вернер фон Сименс. Личные воспоминания. Как изобретения создают бизнес"

Берлин

После этого удачного фейерверка моя служба в пиротехнических мастерских была окончена и я, к великой радости, был отправлен в берлинские артиллерийские мастерские. Теперь я получил возможность вернуться к изучению естественных наук и развивать свои технические познания.

У меня были и другие причины радоваться возвращению в Берлин. После смерти родителей я чувствовал свою ответственность за судьбы моих сестер и братьев, младшему из которых по смерти матери было всего три года. Право на аренду нашего имения должно было действовать еще много лет, но времена были трудные и ситуация в сельском хозяйстве складывалась так, что получаемого дохода моим братьям Гансу и Фердинанду на содержание детей катастрофически не хватало. Мне, как старшему брату, пришлось в связи с этим искать источники дополнительных доходов, что в Берлине сделать было значительно легче, чем в каком-либо другом месте.

К тому времени Вильгельм уже успел окончить школу в Магдебурге и по моему настоянию на год отправился жить в Геттинген, к сестре Матильде, где изучал естественные науки. После этого он поступил в Магдебурге учеником на графскую стольбергскую инженерно-техническую фабрику, где усиленно взялся за изучение практического машиностроения. Эта отрасль в Германии в период интенсивного строительства железных дорог была особенно востребована.

В личной переписке с братом я попросил его рассказать мне об инженерных проблемах, с которыми он столкнется. Одна из них заключалась в точной регулировке паровых машин, работавших совместно с ветряными или водяными мельницами. Решение, предлагавшееся Вильгельмом, показалось мне неудачным, и я предложил ему в качестве регулятора применить массивный, движущийся по свободной круговой орбите маятник. Соединенный с машиной с помощью дифференциального механизма, он придавал машине большую равномерность хода, тогда как применявшийся и весьма еще несовершенный регулятор Уатта[25]25
  Уатт (Watt) Джеймс (1736–1819) – выдающийся шотландский инженер, изобретатель-механик. Член Эдинбургского королевского общества (1784), Лондонского королевского общества (1785), Парижской академии наук (1814). Изобретатель парового двигателя. В его честь названа единица мощности – ватт.


[Закрыть] лишь незначительно сглаживал неравномерность. Эта моя идея дала начало дифференциальному регулятору, к конструкции которого я позже еще вернусь.

Мои попытки заработать своими изобретениями в Берлине деньги окончились успехом, хотя офицерское звание ограничивало меня в выборе путей достижения этой цели. Я заключил договор с германской серебряной фабрикой И. Геннигера, по которому организовал у него мастерскую по серебрению и золочению, получая за это процент от прибыли. Это было первое заведение в Германии, выполнявшее подобные работы. Несколько позже в Англии господин Элкингтон создал подобное производство, правда основанное на другом принципе, получившем потом более широкое распространение: он использовал растворы золота и серебра в цианидах.

В переговорах с берлинской фабрикой и в процессе устроения мастерской мне помогал брат Вильгельм, получивший на своей фабрике длительный отпуск. Поскольку он хорошо проявил себя в процессе переговоров и мечтал посетить английское королевство, я решил отправить его туда, чтобы он попытался продать права на мои изобретения в Великобритании. Для этого ему пришлось продлить свой и без того затянувшийся отпуск. Большими командировочными я его снабдить не мог, и для меня всегда было загадкой, как, несмотря на скудность средств, ему удалось так успешно справиться с заданием.

Приехав в Лондон, он первым делом обратился к нашему конкуренту Элкингтону, однако тот поначалу вообще отказался от переговоров, заявив, что мы не имеем права распространять наш метод на территории Соединенного Королевства, так как его английский патент предоставляет ему исключительное право осуществлять золочение и серебрение посредством гальванического электричества и метода индукции. В ответ Вильгельм с присущим ему тактом, но довольно нагло заявил, что мы используем другой вид тока, термоэлектрический, на который его исключительные права не распространяются. Действительно, для моей установки мне удалось собрать из железа и немецкого серебра термоэлектрическую пару, которую мы и использовали для осаждения золота и серебра из гипосульфитного раствора. Благодаря этой хитрости Вильгельму удалось продать право на наш английский патент Элкингтону за 1500 фунтов стерлингов. По тем временам это была колоссальная сумма, на некоторое время решившая все наши финансовые проблемы.

Изобретательство: первые неудачи

По возвращении Вильгельм отправился на свой магдебургский завод, однако масштабы его производства после посещения промышленно развитой Великобритании брата уже совершенно не устраивали. Ему пришелся по душе английский стиль жизни и производства, и он пожелал переселиться туда насовсем. Я одобрил его решение, и мы вместе выхлопотали английский патент на мой дифференциальный регулятор, чтобы Вильгельм мог торговать им в этой стране.

В тот же период я сделал еще два перспективных изобретения, которые тоже можно было реализовать в Англии. Продолжая свои электролитические эксперименты, я понял, как можно получать хорошее никелевое покрытие, используя двойной соляной раствор сульфата никеля и сульфата аммония. Такое никелирование, будучи нанесенным на медные гравировальные пластины, позволяло получать гораздо большее количество оттисков, при том что качество гравюр нисколько не страдало. Я ждал от этого изобретения большой прибыли и даже заключил договор с одним из берлинских торговых домов. Но, к сожалению, вскоре после этого был найден способ покрывать пластины слоем железа, что имело перед никелированием большое преимущество, поскольку железо легко растворялось в обычной серной кислоте и столь же легко из нее восстанавливалось. Поэтому процесс никелирования в этой области потерял всякий смысл. Найденный мной способ никелирования спустя несколько лет был вновь открыт и опубликован профессором Беттгером, но серьезное применение в промышленности он получил только в последнее время.

Вторым изобретением было применение во вращающейся скоропечатной машине[26]26
  Предок современных барабанных типографских станков.


[Закрыть] недавно созданных цинковых шрифтов. Воспользовавшись помощью искусного часового мастера Леонгардта, я изготовил модель такой машины, печатавшей великолепные литографические отпечатки с изогнутой в цилиндр цинковой матрицы. Однако впоследствии оказалось, что метод непригоден для крупного производства. Когда Вильгельм, будучи уже в Англии, по этой модели сделал настоящую машину, выяснилось, что цинковые шрифты не выдерживают скоростного режима печати. После печати 150–200 оттисков машину приходилось останавливать на довольно длительное время, так как шрифт на цилиндре стирался.

Узнав об этом, я взял шестинедельный отпуск и лично отправился в Лондон, надеясь справиться с проблемой на месте. Здесь мы арендовали под мастерскую небольшое помещение в Сити недалеко от Менсен-Хауса. Однако, несмотря на все приложенные усилия, нам так и не удалось справиться с проблемой. Зато удалось найти метод получения отпечатков даже со старинных шрифтов при помощи специального восстановительного процесса. Если я правильно помню, восстановление проводилось длительным нагреванием их в растворе солей бария. Найденному способу мы дали красивое название «антистатического», и он обратил на себя в Англии немалое внимание, вследствие чего имя Вильгельма получило там известность. Однако в то же время нам стало ясно, что торговля изобретениями – дело весьма ненадежное и оно редко заканчивается успехом, если изобретатель не обладает достаточными финансами и обширными познаниями в требуемой области.

Лично для меня главным положительным эффектом от поездки в Англию стало четкое понятие о том, что ко всем дальнейшим планам нужно подходить более критически и впредь думать не столько о возможном эффекте, сколько о прочности базиса. Это убеждение еще больше укрепилось после прибытия в Париж, где тогда, в период расцвета правления Луи-Филиппа, проходила первая большая французская промышленная выставка.

К сожалению, во время пребывания во французской столице со мной случился крайне неприятный инцидент. Еще в Брюсселе передо мной встал выбор: ехать домой напрямую или через Париж. Поэтому я договорился с Вильгельмом, что он вышлет мне деньги на дополнительные расходы непосредственно в Париж, если я сообщу ему письмом, что собираюсь ехать через Францию. Решившись на такой маршрут, я тут же выслал брату адрес, на который следовало перевести средства, и поручил отправку письма хозяину брюссельской гостиницы.

После двух дней путешествия в омнибусе[27]27
  Омнибус (от лат. omnibus – «для всех») – вид общественного транспорта, характерный для второй половины XIX века. Многоместная (15–20 мест) повозка на конной тяге, предшественник автобуса.


[Закрыть] я прибыл в Париж. Однако вследствие проходившей выставки почти все места в гостиницах среднего класса были заняты. Мне с трудом удалось устроиться на восьмом этаже недорогого отеля в чердачном номере, в котором выпрямиться можно было, только открыв до вертикального положения выходившее на крышу потолочное окно. Почти все свои средства я потратил на поездку, поэтому о том, чтобы снять более комфортное помещение, нечего было и думать. Оставалось только ждать денег из Англии. Однако прошло уже две недели, а перевода все не было. В сходном положении оказался молодой берлинец, приехавший в Париж специально, чтобы посетить выставку. Нам пришлось в совершенстве овладеть искусством жить здесь без денег. Не имея никаких знакомых и никакой поддержки, мы в конце концов оказались в совершенно отчаянном положении. Самые последние деньги – а бесплатную корреспонденцию тогда не принимали – мы решили потратить на отправку писем с призывом о помощи, я – в Лондон, а он – в Берлин. Но в почтовом отделении оказалось, что моих средств для международного отправления недостаточно, и берлинец, звали которого Шварцлоз, выручил меня, добавив деньги из собственных капиталов и потеряв, таким образом, возможность отправить свое письмо, поскольку капиталы его на этом исчерпались.

Впрочем, я весьма скоро отблагодарил его за столь редкое великодушие, поскольку в тот же вечер получил от брата пакет с деньгами, хотя ожидал, что он прибудет не раньше чем через неделю. Как оказалось, курьер брюссельского отеля не оплатил написанное мной письмо, взяв себе оставленные для этого деньги. Почта отправила адресату в Лондон требование, если он желает получить письмо, оплатить его. Лишь после того, как Вильгельм исполнил это требование, письмо с моим адресом было ему доставлено и он смог выслать необходимые средства.

После этого нам с берлинским товарищем уже не пришлось испытывать нужду, но вся моя поездка в Париж оказалась напрасной, поскольку возможные сроки поездки вышли и находиться там долее я уже не мог. Зато я на практике узнал, что означает жить в нищете. Что мне в тот период вполне удалось, так это внимательно осмотреть улицы Парижа, по которым я бегал, стараясь заглушить чувство голода.

Наука и практика

По возвращении в Берлин я тщательно пересмотрел весь свой прошлый образ жизни и пришел к выводу, что мои усиленные занятия изобретательством, которым я увлекся после первого успеха, могут довести меня и брата до финансовой гибели. Я незамедлительно избавился от всех своих изобретений, даже продал свою долю в мастерской по золочению и серебрению, и с головой окунулся в серьезную науку. Записался слушателем в Берлинский университет, однако, посещая лекции известного математика Якоби[28]28
  Якоби (Jacobi) Карл Густав Якоб (1804–1851) – известный немецкий математик, родной брат русского академика, физика Бориса Семеновича Якоби.


[Закрыть], понял, что для их полного понимания мне не хватает хорошего образования. Эта нехватка, к огромному моему сожалению, всегда мешала мне в достижении успеха и снижала результаты многих работ. Тем более я благодарен моим учителям, в числе которых особо могу назвать физиков Магнуса, Дове[29]29
  Дове (Dove) Генрих Вильгельм (1803–1879) – известный прусский физик и метеоролог.


[Закрыть] и Риса[30]30
  Рис (Rieß) Петер (1805–1883) – немецкий физик, член Берлинской академии наук с 1842 года. Известен работами в области магнетизма и электричества.


[Закрыть], за то, что они признали во мне друга и приняли в свой круг. Я также должен выразить свою признательность молодым берлинским физикам, которые позволили мне принять участие в создании Физического общества[31]31
  Ныне – Немецкое физическое общество (Deutsche Physikalische Gesellschaft, DPG), крупнейшее в мире физическое сообщество, насчитывающее более 57 000 членов (на 2009 год).


[Закрыть].

Это было замечательное сообщество настоящих естествоиспытателей, почти все из которых позднее прославились своими трудами. Из них стоит назвать имена Дюбуа-Реймона[32]32
  Дюбуа-Реймон (Du Bois-Reymond) Эмиль Генрих (1818–1896) – немецкий физиолог, швейцарец по происхождению, философ, иностранный член-корреспондент Петербургской АН. Основоположник электрофизиологии – установил ряд закономерностей, характеризующих электрические явления в мышцах и нервах.


[Закрыть], Брюкке[33]33
  Брюкке (Brücke) Эрнст Вильгельм Риттер фон (1819–1892) – немецкий физик и физиолог, учитель Зигмунда Фрейда.


[Закрыть], Гельмгольца[34]34
  Гельмгольц (Helmholtz) Герман Людвиг Фердинанд фон (1821–1894) – знаменитый немецкий физик, физиолог и психолог.


[Закрыть], Клаузиуса[35]35
  Клаузиус (Clausius) Рудольф Юлиус Эмануель (1822–1888) – немецкий физик и математик.


[Закрыть], Видемана[36]36
  Видеман (Wiedemann) Густав Генрих (1826–1899) – немецкий физик, автор первого фундаментального справочника по электричеству.


[Закрыть], Людвига[37]37
  Людвиг (Ludwig) Карл Фридрих Вильгельм (1816–1895) – выдающийся немецкий физик и физиолог.


[Закрыть], Бееца[38]38
  Беец (Beetz) Вильгельм фон (1822–1886) – немецкий физик, известен работами по электричеству.


[Закрыть], Кноблауха[39]39
  Кноблаух (Knoblauch) Карл-Герман (1820–1895) – немецкий физик.


[Закрыть]. Сотрудничество и общение с этими талантливыми молодыми людьми укрепило тогда мою решимость впредь посвятить себя научным изысканиям.

Но сложившиеся обстоятельства оказались сильнее меня, и я вновь вернулся к тому, к чему стремился раньше – воплотить, по возможности, полученные мной научные познания в конкретные предметы и технологии. И это стремление окончательно сформировало всю мою последующую жизнь. Интересы мои всегда были на стороне чистой науки, в то время как труды и достижения большей частью относились к практической технике.

Это увлечение техникой усиливалось моей работой в берлинском Политехническом обществе, в которое я вступил еще будучи молодым офицером. Я принимал в его работе самое деятельное участие и старался активно отвечать на все поступавшие в него вопросы. Обсуждение этих вопросов и составление обоснованных ответов, которому я посвящал изрядную часть своего свободного времени, оказались для меня великолепной школой. Тут мне сильно помогли занятия естественными науками, и я на самом деле убедился, что настоящий технический прогресс возможен только при условии широкого распространения научных знаний среди конструкторов техники.

Но в те времена между наукой и техникой еще существовала глубочайшая пропасть, хотя почтенный Беут[40]40
  Беут (Beuth) Кристиан Петер Вильгельм Фридрих (1781–1853) – немецкий политический и общественный деятель, член Государственного совета, основатель Берлинской инженерной школы Беута.


[Закрыть], которого, несомненно, следует считать отцом технического образования в Северной Германии, уже тогда предлагал сделать из Берлинского промышленного института учебное заведение, в котором молодые немецкие техники получали бы необходимые научные знания. Однако время существования этого института, преобразованного позднее в Промышленную академию, которая дала начало Шарлоттенбургскому высшему техническому училищу, было слишком невелико для того, чтобы существенно сказаться на среднем уровне образования представителей технических профессий.

Пруссия тогда была страной военных и чиновников. Только среди служащих встречались люди с хорошим образованием. Возможно, именно этим объясняется то, что даже сегодня одно звание чиновника уже считается признаком образованного и культурного человека, и многие именно по этой причине стремятся его получить. В свою очередь, ряды военных и чиновников пополнялись в основном за счет представителей сельскохозяйственных профессий, поэтому именно они пользовались особым уважением правящей верхушки. В стране, многие столетия до этого страдавшей от непрекращавшихся войн, еще не успело сформироваться зажиточное городское население, которое имело бы возможность сравняться по уровню образования и культуры с чиновниками и военными. Хотя частично этот факт можно объяснить еще и тем, что пользовавшиеся в находившейся тогда под властью дальновидных Гогенцоллернов[41]41
  Династия Гогенцоллернов – один из древнейших немецких родов швабского происхождения, династия курфюрстов Бранденбурга, затем королей Пруссии. В период с 1871 по 1918 год прусские короли из династии Гогенцоллернов были одновременно и германскими императорами.


[Закрыть] Пруссии большим уважением представители науки считали (а некоторые считают и поныне) ниже своего достоинства связываться с промышленным производством.

Работа в Политехническом обществе окончательно убедила меня в том, что именно научные знания и исследования могут наилучшим образом способствовать делу развития техники. Кроме того, общество позволило мне познакомиться с представителями многих берлинских промышленных предприятий и составить представление о достижениях и недостатках немецкой промышленности того времени. Промышленники часто спрашивали моего совета, я же из их вопросов делал выводы об организации и деятельности их производств. Я пришел к выводу, что развитие техники не может быть скачкообразным, как это нередко случается в науке благодаря гениальным прозрениям отдельных замечательных ученых. Любое изобретение лишь тогда можно назвать ценным и важным, когда техника дошла до уровня, на котором в нем назрела насущная необходимость. Поэтому многие гениальные изобретения часто десятилетиями остаются невостребованными, дожидаясь, когда наконец придет их время.

Из научно-технических вопросов, которые меня более всего тогда волновали, одним, ставшим предметом первого литературного труда, я обязан своей переписке с братом Вильгельмом. В одном из писем он рассказал мне об интересной машине, которую он видел в действии в шотландском Данди[42]42
  Данди – четвертый по величине город в Шотландии, административный центр области Данди.


[Закрыть]. Из его краткого описания было понятно, что в движение она приводится не паром, а нагретым воздухом. Идея эта показалась крайне интересной, поскольку могла, по моему представлению, преобразовать всю машинную технику. В статье, озаглавленной «Об использовании нагретого воздуха как движущей силы», которая была напечатана в «Политехническом журнале» Динглера в 1845 году, я изложил теоретические основы и набросал примерную конструкцию такой машины в том виде, в каком ее себе представлял.

Моя теория строилась на принципе сохранения энергии, выдвинутом Майером[43]43
  Майер (Mayer) Юлиус Роберт фон (1814–1878) – немецкий врач и естествоиспытатель, одним из первых обосновал первый закон термодинамики.


[Закрыть] и математически обоснованном Гельмгольцем в его знаменитом труде «О сохранении силы», который этот ученый зачитывал на заседании Физического общества. Позже мои братья Вильгельм и Фридрих много экспериментировали с двигателями подобного рода[44]44
  Такие двигатели называют двигателями Стирлинга в честь изобретателя, шотландского священника Роберта Стирлинга. Как раз сейчас настает их время: вследствие своей простоты, экологичности и «всеядности» (двигателю абсолютно все равно, чем его нагревают) они считаются очень перспективными при использовании в стационарных условиях, например в солнечно-механических электрогенераторах, где они нагреваются за счет энергии нашего светила.


[Закрыть]. Им также пришлось столкнуться с ситуацией, когда для недостаточно продвинутой техники этот передовой двигатель оказался невыгоден. Пока на основе вышеуказанного принципа могут быть построены только небольшие машины, способные работать продолжительное время. В случае с большими агрегатами даже сейчас еще невозможно найти подходящие материалы для устройства нагревательных элементов.

В том же году я поместил в журнале Динглера и вторую свою статью, в которой описал тот самый дифференциальный регулятор, о котором рассказывал выше. Над различными способами его применения я долго работал на пару с братом Вильгельмом.

Следующим вопросом, занимавшим меня уже долгое время, была проблема расчета скорости полета ядра. В свое время известный механик и часовщик Леонгардт по заказу артиллерийской испытательной комиссии сделал специальные часы для решения этой задачи. В его хронометре секундная стрелка начинала свой бег после того, как включался специальный электромагнит. Но добиться того, чтобы ядро при своем полете замыкало и размыкало электрическую цепь, было не так просто. Длительные работы в этом направлении не давали особенных результатов, несмотря на прилагавшиеся к тому немалые усилия. Меня же посетила идея, что для определения скорости можно воспользоваться электрической искрой. В статье «О применении электрической искры для определения скорости», опубликованной в журнале Поггендорфа[45]45
  Поггендорф (Poggendorff) Иоганн Христиан (1796–1877) – немецкий физик, член Берлинской академии наук, иностранный член Шведской королевской академии наук, иностранный член-корреспондент Императорской Санкт-Петербургской академии наук. С 1824 года начал издавать физико-химический журнал Annalen der Physik und Chemie (далее «Анналы…») – одно из самых авторитетных научных изданий того времени.


[Закрыть], я доказал, что скорость полета ядра в любой момент может быть довольно точно установлена с помощью быстро вращающегося отполированного стального цилиндра, падая на который искра оставляла бы отметины. В этой же статье я изложил еще один план, реализованный мной на практике только спустя многие годы: как с помощью того же метода измерить скорость электрического тока в проводниках.

Телеграфный аппарат

Мой интерес к экспериментам с электричеством был подогрет тем, что тот же Леонгардт получил тогда заказ от Генерального штаба на разработку электрического телеграфа, которым можно было бы заменить телеграф оптический. У отца моего близкого друга и товарища по бригаде, тайного советника Сольтмана я впервые увидел стрелочный телеграфный аппарат Уитстона[46]46
  Уитстон (Wheatstone) Чарльз (1802–1875) – английский физик, автор многих изобретений.


[Закрыть]. Я даже поучаствовал в попытке проложить телеграфную линию между его жилым домом и расположенным в дальнем конце примыкающего к нему большого сада зданием, в котором производилась искусственная минеральная вода. Однако опыты наши закончились неудачей, и я довольно быстро понял, что было тому виной. Ручку передатчика надо было вращать так равномерно, чтобы подаваемый ею импульс имел достаточную мощность для постоянного поддержания движения стрелки приемника. Этого трудно было добиться даже когда аппараты находились в одном помещении, а уж о том, чтобы они работали на больших расстояниях, когда значительная часть электричества из-за несовершенства изоляции просто терялась, и говорить нечего.

По заданию комиссии Леонгардт пытался справиться с этой проблемой посредством часового механизма, с помощью которого он пробовал отрегулировать действие электрического тока, импульсы которого теперь происходили через равные промежутки времени. Это, безусловно, сделало аппарат более надежным, но не решило проблемы потерь при передаче. Мне пришло в голову, что улучшить механизм Леонгардта можно, если сделать из него полностью автоматическую машину, самостоятельно включающую и выключающую подачу тока. Если две или более таких машин связать в одну линию, то всякий новый импульс должен был пройти через все машины и, произведя свое действие, замкнуть цепь. В дальнейшем этот принцип, оказавшийся весьма плодотворным, был успешно использован во множестве основанных на электрических машинах сетей. На нем же основаны все современные аппараты со звонками, в которых включение и выключение тока происходит автоматически.

Производство таких автоматических телеграфных аппаратов я доверил своему хорошему знакомому по Физическому обществу, молодому механику Гальске, работавшему тогда в небольшой механической мастерской «Беттхер и Гальске». Сперва Гальске сомневался в том, что мой аппарат будет работать. Тогда я специально для него соорудил из сигарного ящика, нескольких кусков железа, жести и покрытой изоляцией медной проволоки два действующих аппарата. Успешные испытания построенной из таких скудных материалов телеграфной сети привели молодого механика в настоящий восторг, он с энтузиазмом взялся за изготовление первой партии аппаратов и даже заявил, что готов покинуть свою фирму и вместе со мной посвятить жизнь телеграфному делу.

Наш успех вместе с лежавшей на мне заботой о будущем моих братьев и сестер подвел меня к решению полностью оставить военное дело и заняться телеграфией, большое будущее которой я уже тогда ясно чувствовал. Это новое дело должно было дать мне достаточно средств к существованию и обеспечить нормальную жизнь для младших братьев. Я с усердием принялся за изготовление нового аппарата, который должен был стать стартом новой жизни, но неожиданное событие чуть было не разрушило все мои планы.