Александр Матанцев - Древние и не совсем древние технологии для извлечения атмосферного электричества и пьезоэлектричества

Бенджамин Франклин, 1752 год. Все началось со знаменитого опыта Бенджамина Франклина в июне 1752 года, когда он поднял воздушного змея перед грозовым облаком (рис. 2), и экспериментально доказал, что грозовые явления имеют электрическую природу (чудо, что он остался жив!). Он же изобрел громоотвод, конструкция которого практически не изменилась до наших дней, и ряд электростатических моторов.

Рис. 2

Рис. 2. Опыт Бенджамина Франклина, 1752 год (картина того времени). Рядом – его сын [78]

Леонард Эйлер(1707—1783), швейцарский математик и физик [108]. Великий швейцарский математик предположил, что эфир передает не только тепло и свет, но также магнитные и электрические силы и гравитацию. Эйлер был заметным приверженцем теории световых волн, в отличие от корпускулярной версии Ньютона. Воззрения Эйлера были изложены в двух его диссертациях 1753 и 1756 гг., присланных на международный конкурс научных работ. Конкурс был организован Петербургской академией наук по предложению М. В. Ломоносова с целью «сыскать подлинную электрической силы причину и составить точную её теорию». Основной смысл диссертации заключался в следующем: «Никаких специфических электрических материй в природе не существует. Носителем электричества является исключительно эфир – тот, о котором уже говорилось в связи с гравитацией и о котором далее будет говориться в связи с трактовкой оптических явлений. Свойства самого эфира следует объяснять исходя из механических представлений. Все тела в природе имеют пористую структуру, поры заполнены эфиром. Они могут быть большими (открытыми), малыми (замкнутыми) и средними. Тело электрически нейтрально, если эфир, содержащийся в порах, находится в равновесии с эфиром окружающей среды. Электризация есть случай нарушения указанного равновесия: если упругость эфира в порах больше, чем упругость окружающего эфира, то тело наэлектризовано положительно, если меньше – отрицательно. При трении двух разнородных тел поры сжимаются, и в зависимости от степени этого сжатия «выдавленный» эфир перетекает от одного тела к другому. Тела с открытыми порами есть проводники, с замкнутыми – изоляторы, однако абсолютных изоляторов в природе нет, ибо даже тело с замкнутыми порами в конце концов должно прийти в равновесие с окружающим эфиром, т.е. разрядиться. Особо следует отметить оригинальность эйлеровской идеи электростатического поля, в определённом смысле являющейся предвосхищением идей, выдвинутых в XIX в. Фарадеем. Эйлер рассматривает электростатическое притяжение и отталкивание как следствие изменений давления эфира, возникающих в процессе электризации. В данном случае он использовал закон Бернулли об уменьшении давления жидкости там, где её скорость больше (правда, ошибочно говоря об «упругости» жидкости, хотя закон Бернулли верен только для жидкости несжимаемой). По Эйлеру, избыток или недостаток упругости эфира в порах наэлектризованного тела вызывает поток эфира либо из этого тела, либо внутрь тела. Вследствие движения эфира его «упругость» вокруг тела уменьшается, притом сильнее всего около самого тела. И если какое-то тело (наэлектризованное или нет) попадает в область изменённых «упругостей» (а правильнее сказать, давлений) эфира, то оно должно двигаться в сторону меньшей упругости, т.е. по направлению к наэлектризованному телу. Если же рядом находятся два одноимённо заряженных тела, то «эфирные потоки между телами нейтрализуют друг друга, «упругость» здесь будет почти нормальная, в то время как во всех остальных направлениях, по общему правилу, упругость эфира будет меньше нормальной. Ясно, что такие тела должны будут друг от друга отталкиваться».

Василий Назарович Каразин, 1818 год [94], просветитель и учёный, основатель Харьковского университета и автор различных новаторских проектов, в том числе с применением электричества, силы, в начале XIX века ещё мало изученной. Намного опережая своё время, тогдашнее развитие науки и техники, Каразин задумал использовать в практических целях электричество, рассеянное в атмосфере. В 1818 году в подробном письме царю Александру I он выражал уверенность, что человек, заставив повиноваться себе воду, воздух и огонь, сможет подчинить и электрическую силу, «достигнуть до её хранилища» и «устроить канал», по которому свести её на землю. «Хранилище сие, – писал Каразин, – Уже известно: это высоты атмосферы, природная область громов и лучезарных метеоров. Каналом же может служить всякая металлическая проволока, а воздушные шары, или аэростаты, – якоремдля удержания металлической нити постоянно в надлежащей высоте. О, как желал бы я, – продолжал Каразин, – Чтобы судьба именно России предоставила сделать сей важный шаг на поприще наук и пользы рода человеческого!». Василий Назарович подробно описывал план проведения необычных опытов и называл предполагаемые затраты на их осуществление. Проект был передан в Академию наук. Его рассматривали одновременно четыре академика. Учёный комитет главного правления училищ согласился с отрицательным заключением трёх академиков. Об этом доложили царю. На том все и закончилось, и смелая идея на многие годы была забыта.

Измаил Иванович Срезневский, русский филолог-славист, этнограф, палеограф, академик Петербургской академии наук. В 1855—1880 годах – декан историко-филологического факультета Петербургского университета. Составитель «Словаря древнерусского языка» [266]. В 1846 году «О куполах славянских храмов в первой половине 10 века» пишет арабский писатель Масуди [Срезневский., 1846. С. 36.]. Объекты, обозначаемые этим словом, имеют куполообразную форму. Всё это говорит о том, что русская архитектура возникла независимо от византийской и является наследницей славяно-арийской архитектуры, существовавшей до разделения единой славяно-арийской общности в начале 2 тыс. до Р. Х. Возраст её более 4000 лет.

Мелон Лумисиспользовал атмосферное электричество для питания длинных (400…600 миль) телеграфных линий и для первых опытов по беспроводной связи, кстати, вполне успешных. В Библиотеке Конгресса США сохранились документы и свидетельства о связи телеграфом между холмами Западной Вирджинии на расстоянии 18 миль (1868 г) [78]. Антенны Лумис поднимал воздушными змеями с вершин холмов на высоту около 200 м. Еще интереснее его проект извлечения атмосферного электричествагорелками, поднятыми на змеях, аэростатах или высоких мачтах. Комментариев к рисунку, к сожалению, нет. В 19-м столетии довольно много исследователей предпринимали попытки получить электричество из воздуха в достаточных для практики масштабах. В 1850-х …1860-х годах получили патенты Лумис (Mahlon Lumis) и Уард (William H. Ward) в США, Вийон (Hippolyte Charles Vion) во Франции [78]. 1874 год [97].