Вернер фон Сименс - Как я изобретал мир

Вначале Гальске обнаружил, что наши самодействующие стрелочные телеграфы на коротких участках работали гораздо быстрее, чем позволяло сопротивление линии. После сдачи линии из Берлина в Кётен протяженностью около 20 немецких миль [92]передающий аппарат заработал с удвоенной скоростью, а устройство приема замолчало. Это необъяснимое тогда явление наступало тем скорее, чем лучшую изоляцию имела линия, что заставило Гальске прибегнуть к такому средству, как намеренное ухудшение изоляции линии с помощью искусственно созданных параллельных соединений.

…Сколько трудностей и пространных переговоров создает прежнее состояние германского государственного права для прокладки большого и полезного сооружения хотя бы через исконно немецкие монархические государства и свободные города! Это следует уже, например, из того факта, что ради электромагнитной телеграфной линии из Берлина в Кёльн и далее во Франкфурт-на-Майне потребовалось заключение девяти международных договоров и одного – с частной компанией (с Тюрингским железнодорожным обществом). А именно это договоры с Ганновером, Брауншвейгом, Шаумбург-Липпе, курфюршеством Гессен, Великим герцогством Гессен, Франкфуртом-на-Майне, Ангальт-Дессау и Кётеном, Великим герцогством Саксен-Веймар, Саксен-Кобург-Гота…

Наземная телеграфная линия тоже принесла с собой нежданные трудности. Там, где еще не были закуплены земельные участки под железную дорогу, владельцы запрещали установку столбов. Главным образом это противостояние имело место в не принадлежащих Пруссии землях Гессен-Кассель и Гессен-Дармштадт, когда конфронтация между правительством Пруссии и германским парламентом после восстановления порядка в Берлине вернувшейся из Шлезвиг-Голштинии армией значительно усилилась. Мне удалось тогда выполнить свою задачу только благодаря получению открытого приказа имперского регента эрцгерцога Иоганна Австрийского. Но возникали сложности и технического порядка. Все провода телеграфной линии были медными, так как подходящей железной проволоки в Германии тогда было не достать и к таким проводам относились еще с определенной степенью недоверия. Тот негативный опыт, который мы получили в предшествующем году на линии Берлин – Потсдам, где, несмотря на все возможные средства изоляции, в дождливую погоду линия имела такую плохую изоляцию, что нарушалась хорошая работа аппаратов, привел меня к мысли использовать фарфоровые изоляторы в форме колокольчиков. Последние имели то преимущество, что внутренняя поверхность такого колокольчика всегда оставалась сухой даже в дождливую погоду, за счет чего достигалась изоляция при любых условиях. И действительно, таким образом удалось достигнуть почти идеальной изоляции. К сожалению, тогда я не посчитал нужным спаивать концы отдельных медных проводов друг с другом, мне казалось достаточным лишь прочно скрутить их. Впоследствии выяснилось, что это было заблуждение. При хорошей погоде аппараты работали отлично, но при сильном ветре сопротивление линии так странно менялось, что оборудование отказывалось функционировать. Только произведенная позже пайка всех мест соединений положила конец такому состоянию дел.

Очень мешало в работе и атмосферное электричество. При переходе с равнинной местности в горы по линии часто проходили токи переменного направления и затрудняли работу аппаратов. Запоздалое осеннее ненастье причинило сильные разрушения, заставившие меня сконструировать громоотводы для защиты проводов и аппаратов. Для получения самых эффективных громоотводов я расположил между двумя параллельными проводниками металлические пруты, шары и пластины на одинаковом расстоянии друг от друга и наблюдал разрядные искры большой батареи из лейденских банок, перебегающие между этими тремя параллельно подключенными громоотводами. Выяснилось, что очень слабые разряды шли исключительно через пруты, разряды средней мощности – в основном через шары, а сильные разряды с большим количеством искр почти полностью отводились через пластины [93]. Самой действенной защитой от настоящих молний оказались две параллельные, очень близко стоящие друг к другу шероховатые металлические пластины. Также и влияние полярного сияния часто бывало заметно, а временами очень мешало, особенно на подземной, проходившей преимущественно с востока на запад линии. Так, во время продолжительного полярного сияния осенью 1848 года из-за сильных, быстро меняющих направление токов в линии целыми днями не удавалось восстановить связь. Это было первое наблюдение взаимосвязи между блуждающими токами, магнитными помехами и полярным сиянием.

Когда подземная линия достигла Эрфурта, параллельные соединения Гальске больше не спасали. Тем временем я уже убедился, что своенравное поведение подземных проводов можно приписать только электростатическому заряду (уже наблюдавшемуся при испытаниях на фабрике), когда медный провод образует внутреннюю, а сырая почва – внешнюю обкладку лейденской банки. Решающим стало то обстоятельство, что связанный электрический заряд, находящийся в полностью изолированном проводе и измеренный с помощью отклонения свободно качающейся магнитной иглы, пропорционален как электродвижущей силе включенной гальванической батареи, так и длине проводника. Кроме того, электрическое напряжение разряда в замкнутой цепи соответствовало возникающему по закону Ома напряжению в каждом участке цепи. После открытия данной закономерности помехи, возникавшие при разговорах на далеких расстояниях, могли быть если не полностью устранены, то, по крайней мере, незаметны. Я использовал параллельные соединения к проводнику в виде металлических резисторов без самоиндукции и самостоятельной трансляции, с помощью которых несколько замкнутых участков линии объединялись в одну большую линию.

Кстати, моя теория электростатического заряда как замкнутых, так и разомкнутых цепей не нашла поначалу никакой поддержки даже в естественнонаучных кругах, так как противоречила имеющимся в то время представлениям. И вообще сегодня, когда едва ли можно понять, как цивилизованный человек мог обходиться без железных дорог и телеграфа, нелегко вернуться к прежней точке зрения, чтобы осознать, какие трудности подстерегали нас тогда в сегодня само собой разумеющихся вещах. Идеи и средства, доступные теперь каждому школьнику, в то время часто достигались только большим трудом и усилиями.

Сооружение телеграфной линии между Берлином и Гамбургом идет уже в течение долгого времени; однако ее завершение до сих пор срывалось из-за того обстоятельства, что отвечающая за нее организация не хотела согласиться с желанием гамбургского торгового сословия одновременно использовать линию под частные коммерческие разговоры.