Борис Семенович Якоби
Электротехник, создатель гальванотехники.
До окончательного переезда в Россию Якоби носил имя Мориц Герман Якоби. Начальное образование получил дома и в гимназии.
В 1821 году Якоби поступил в Берлинский университет, но уже через год перевелся на физико-технический факультет Геттингена, который окончил в 1823 году.
Получив профессию инженера-строителя, Якоби руководил возведением нескольких крупных зданий в Потсдаме, также разрабатывал проект большого дорожного моста, а позже канала для регулирования речных вод в районе города Ораниенбурга.
В 1829 Якоби приняли в «Союз поощрения промышленной деятельности в Пруссии»; он получил звание архитектора.
В 1833 году Якоби переехал в Кенигсберг, где его младший брат Карл Густав преподавал математику в университете.
Продолжая заниматься строительными работами, Якоби все свое свободное время отдавал изучению литературы по электричеству и магнетизму – явлениям тогда новым и весьма его увлекшим. Сам проводил опыты и строил простые приборы. В 1834 году построенный им электродвигатель привлек внимание электротехников своей новизной и практичностью. За эту работу Кенигсбергский университет присудил Якоби степень доктора философии.
В известной речи «Об использовании естественных сил природы для нужд человека», произнесенной в июне 1834 года в Кенигсбергском физико-экономическом обществе, Якоби проанализировал основные характерные черты современного ему производственного процесса с его все более и более явственно возрастающей тенденцией как можно полнее использовать все доступные человеку виды энергии с целью замены физической силы человека естественными силами природы.
Таких естественных сил или видов энергии было в то время немного.
К ним Якоби отнес мускульную силу самого человека и животных, энергию воды, энергию ветра и энергию пара.
Животный двигатель, на взгляд Якоби, несмотря на множество явных удобств, обладает весьма ограниченной мощностью. Ученый подсчитал, что если бы, например, в Англии все механические двигатели были заменены лошадьми, то лошадей для этого потребовалось бы около миллиона. Понятно, что прокормить такое количество животных крайне нелегко.
Человек как двигатель, указал Якоби, имеет несомненные преимущества перед любым животным, но человек – создание Божие, он должен стремиться к более высокому предназначению. К тому же, без человека производственный процесс попросту немыслим, значит, главное назначение человека – управлять производством, выполнять самые сложные операции, постоянно совершенствуя свое умение, свои знания.
Энергия ветра из-за его непостоянности ограничена.
Энергия воды, хотя и дает большую полезную работу, но плотины, к примеру, не всегда можно поставить именно там, где требуется энергия.
Обобщая сказанное, Якоби пришел к выводу, что необходимо искать пути, ведущие если не к полной, то хотя бы к большей независимости человека от природы.
Построив действующую модель электрического двигателя, Якоби продемонстрировал его возможности группе известных ученых, среди которых были знаменитый немецкий естествоиспытатель А. Гумбольдт, директор Кенигсбергской обсерватории астроном Ф. Бессель, а также русский академик В. Я. Струве, возглавлявший в то время Дерптскую обсерваторию.
Эффект оказался несомненный.
По ходатайству Гумбольдта Якоби даже получил от прусского правительства 600 талеров на исследования.
К сожалению, это были весьма небольшие деньги, развернуть на них широкие работы было невозможно. Не видя других возможностей продолжить интересующие его работы, Якоби, по приглашению Струве, в 1835 году переехал в Россию. Там он получил должность в Дерптском университете.
Через два года Якоби переехал в Петербург и принял русское подданство.
После того как в 1821 году М. Фарадей установил, что проводник с током вращается вокруг магнита и наоборот, неоднократно предпринимались попытки использовать открытие Фарадея в практических целях. Но исследователей сбивал с толку паровой двигатель. Пытаясь создать мотор, работающий с помощью электрического тока, они шли на поводу старой идеи, связанной с поступательными движениями поршня.
Якоби первый понял преимущество вращающегося электромотора.
Используя законы, открытые Гальвани, Вольтом, Ампером и Фарадеем, Якоби построил свой магнитоэлектрический двигатель. Работая над ним, он даже думать запретил себе о поршне. Нуждаясь в средствах, в докладной записке, поданной российскому правительству, Якоби указал на особую важность предлагаемой им работы и выразил самое искреннее желание «…посвятить все свое время и всю свою энергию этому делу именно теперь, когда не остается больше никаких сомнений в успехе задуманного, и не только для того, чтобы не отказываться от своих прежних трудов, но и для того, чтобы мое новое отечество, с которым я уже связан многими узами, не лишилось славы сказать, что Нева раньше Темзы или Тибра покрылась судами с магнитными двигателями».
Умело написанная докладная записка возымела свое действие.
В 1837 году специальная «комиссия по приложению электромагнетизма к движению машин по способу профессора Якоби» начала свою работу.
В комиссию вошли известные русские ученые П. Л. Шиллинг, Э. Х. Ленц, М. В. Остроградский, А. Я. Купфер, Н. Н. Фусс, полковник корпуса горных инженеров Л. Г. Соболевский, капитан корпуса корабельных инженеров С. А. Бурачек. Возглавил комиссию «по приложению электромагнетизма» вице-адмирал И. Ф. Крузенштерн, так как император Николай I весьма серьезно заинтересовался проектом Якоби, и, прежде всего, той перспективой, что будущий электродвигатель вполне можно будет ставить на военные и гражданские морские суда.
Интерес императора придал делу размах, в этом Якоби оказался счастливчиком. Впрочем, и само дело обещало многое: навсегда уйти от неуклюжих и тяжелых паровых машин, сжигавших много топлива.
Особо Якоби подчеркивал выгоды создания электрического двигателя с вращательным движением. Будучи совершенно уверен в своей правоте, он сразу решил создать не модель, а действующий образец.
«Я уже не говорю о крайней простоте, – писал он, – с круглым беспрерывным движением, о конструктивных ее преимуществах и легкости превращения кругового движения во всякое другое, какого требует данная рабочая машина. Я с самого начала был проникнут этими мыслями, еще когда я не представлял себе, каким образом мне удастся осуществить свою машину; я тогда имел в виду практическое ее применение, и задача представлялась мне настолько важной, что я не хотел тратить силы на выдумывание игрушек с возвратно-поступательным движением, которые удостоились бы чести быть поставленными в один ряд с электрическим звонком в отношении их эффекта».
В сентябре 1838 года на Неве и на каналах Петербурга можно было увидеть необычное судно: не было на нем гребцов, не валил дым из труб, да и труб не было. Тем не менее, странное судно упорно двигалось в назначенном ему направлении, неся при этом более десятка пассажиров.
Это испытывался ботик Якоби с электрическим двигателем.
В первый же день ботик за семь часов покрыл расстояние в четырнадцать километров. Разумеется, расстояние небольшое, но никто сразу и не ждал от новой машины значительных результатов.
Продемонстрированный Якоби электрический двигатель представлял собой две группы электромоторов, имеющих общие вертикальные оси. Вращение указанных осей с помощью конических шестерен передавалось на горизонтальную, на которой крепились гребные колеса. Источником тока для двигателя служили 320 медно-цинковых гальванических элементов.
Газета «Северная пчела» с восторгом сообщала читателям:
«Обращаясь к электромагнетической лодке…
Мы находим в ней небольшую машину, которая при четырех футах высоты занимает пространство не более? аршина в длину и полтора аршина в ширину. По виду кажется, что механизм лодки состоит из двух столбов, между которыми через всю ширину лодки идет железная ось. На конце оси находятся гребные колеса, устроенные точно так, как на пароходах…
Гальванические батареи, составляющие в этих машинах собственное жизненное начало, обыкновенно делаются из цинка, меди и разжиженной серной кислоты. В здешних снарядах употребляли вместо меди тонкую платиновую пластинку…»
Кстати, последнее усовершенствование было введено самим Якоби.
«В средние века, – с энтузиазмом сообщала газета, – фанатики сожгли бы господина Якоби, а поэты и сказочники выдумали о нем легенду, как о Фаусте. В наше время мы не сожжем его, а согреем чувством признательности за его полезные труды и вместо легенды скажем правду, а именно, что господин Якоби, сверх учености, отличный человек во всех отношениях, потому что в нем нет педантства, а есть истинная, пламенная страсть к наука и столь же пламенное желание быть полезным гостеприимной и благодарной России…»
Заключение специальной комиссии тоже подчеркнуло значение работ Якоби.
«В противоположность первоначальному плану, – говорилось в официальном отчете, – по которому предположено было производить опыты на тихой воде, удалось совершить плавание по самой Неве и даже против течения…»
В особом дополнении к отчету капитан корпуса корабельных инженеров С. А. Бурачек заявил, что в будущем результаты испытаний электродвигателя несомненно обещают возможность его применения на военных кораблях. При этом капитан Бурачек совершенно справедливо указывал на весьма существенный недостаток парусников: как только раскаленное ядро попадает в паруса и рвет их, так парусник теряет маневренность. А недостатки паровых машин капитан Бурчек видел в том, что раскаленное ядро всегда может пробить паровой котел, или сбить дымовую трубу, или разрушить гребные колеса.
Что же касается электродвигателя, указывал капитан С. А. Бурачек, то его достаточно легко укрыть от ядер противника. К тому же, небольшой электродвигатель освободит корабль от огромного груза угля, усилит его ход и возможность маневра.
К сожалению, скоро стало понятно, что добиться значительного повышения мощности двигателя будет трудным делом, так же, как и создать легкие, емкие и надежные источники тока. По этой причине в 1842 году специальная комиссия приняла решение о приостановке работ «…впредь до открытия какого-либо нового пути, могущего вести к усовершенствованию приложения магнитной силы к движению судов».
Разумеется, это было разумное решение.
Даже сейчас мы все еще не имеем аккумуляторов, которые могли бы свободно конкурировать с двигателями, работающими на бензине.
5 октября 1838 года Якоби сообщил на заседании Петербургской академии наук об открытом и разработанном им способе получения точных копий различных предметов.
Этот день справедливо считается днем рождения гальванопластики.
Когда в 1840 году вышел в свет труд «Гальванопластика, или способ по данным образцам производить медные изделия из медных растворов с помощью гальванизма», имя Якоби сразу стало известно всему ученому, и не только ученому миру. В течение короткого времени Якоби получил массу самых разных премий, почетных орденов и званий. А в 1842 году за многие оригинальные работы, прославившие русскую науку, Якоби был избран действительным членом Петербургской академии наук.
Открытие гальванопластики, по словам самого Якоби, было сделано случайно.
Готовя к очередному опыту гальванический элемент, технический служитель, помощник Якоби, во время чистки медного цилиндра, случайно отделил от него несколько кусочков меди, достаточно обширных, но тонких и хрупких. Разумеется, Якоби сделал помощнику замечание, указав при этом, что медь, из которой был сделан цилиндр, была, видимо, плохо им сплющена, а потому сдвоена.
«Его (помощника) горячий протест, – вспоминал Якоби в 1846 году, – навел меня на мысль решить вопрос о происхождении этих кусков, сравнив их внутреннюю поверхность с внешней поверхностью цилиндра.
Начав это исследование, я тотчас же увидел несколько почти микроскопических царапин напильника на обеих поверхностях, точно соответствующие друг другу: вогнутые на поверхности цилиндра и рельефные на поверхности отдельного листка.
Гальванопластика, – скромно замечает ученый, – явилась следствием этого тщательного исследования».
Проверяя возникшие предположения, Якоби применил в качестве электрода медную пластинку, на которой было выгравировано его имя, и сразу же получил точный негативный отпечаток с пластинки. После этого Якоби проделал подобный же опыт с пятаком. Тоже весьма символично: в наше время гальванопластика получила широкое распространение в деле изготовления точных и во всем сходных между собой клише, необходимых для печатания государственных бумаг, в том числе и денежных знаков.
В 1840 году Якоби был удостоен Демидовской премии.
Понимая важность сделанного Якоби открытия, Российское правительство купило у ученого идею гальванопластики за 25 тысяч рублей серебром, тут же предложив опубликовать все полученные сведения в открытой печати, чтобы они стали доступны всем.
Якоби не возражал.
В течение ближайших нескольких лет в гальванопластической мастерской Якоби были осаждены многие пуды меди и золота, пошедшие на статуи и барельефы Исаакиевского собора, Эрмитажа, Большого театра в Москве, Петропавловского собора. Для одной только позолоты куполов Храма Спасителя в Москве и Исаакиевского собора ушло 45 пудов 32 фунта золота.
В Париже, на всемирной выставке 1867 года, Якоби за свое изобретение был награжден Золотой медалью.
Знаменитый М. Фарадей, с интересам относившийся к работам Якоби, писал ему 17 августа 1839 года:
«Меня так сильно заинтересовало Ваше письмо и те большие результаты, о которых Вы даете мне такой обстоятельный отчет, что я перевел его и передал почти целиком издателям Philosophical Magazine в надежде, что они признают эти новости важными для своих читателей. Я уверен, что этим нисколько не огорчил Вас; я именно желал, чтобы, подобно мне, и другие знали о достигнутых Вами замечательных результатах. Буду питать надежду, что тем или иным путем вновь услышу, по возможности в непродолжительном времени, о дальнейших результатах Ваших трудов, особенно по части применения к механическим целям, и я самым душевным образом желаю, чтобы Ваши большие труды получили высокую награду, которой они заслуживают.
Как подумаю только об электромагнитной машине в «Great Western» или «British Queen» (известные в то время корабли британского флота ) и отправке их этим способом в плавание по Атлантическому океану или даже в Ост-Индию!.. Какое это было бы славное дело!..
И те пластинки, которые вы мне прислали, не только весьма мне приятны и лестны, но и сами по себе обе прекрасны в теоретическом и практическом отношениях и все, кто бы их здесь ни видел, восхищаются ими…»
Якоби создал несколько конструкций различных электрических телеграфов, весьма совершенных для своего времени, в частности, самый первый буквопечатающий аппарат (1850). Впрочем, эти работы сразу были засекречены военным ведомством и научная общественность долгое время о них ничего не знала. Так же, как и о гальванических противопехотных и морских минах, которые разрабатывал Якоби.
В 1842 году Якоби связал пишущим телеграфом Зимний дворец с Главным штабом, а в следующем году – с Главным управлением путей сообщения. Электрические сигналы поступали на электромагнит пишущего аппарата, который притягивал к себе вертикально расположенный стержень с укрепленным на нем карандашом. Часовой механизм периодически передвигал экран в горизонтальном направлении перпендикулярно карандашу и тот рисовал некоторую волнистую линию, которую, зная секрет, несложно было расшифровать.
В 1843 году, протягивая новую линию пишущего телеграфа между Петербургом и Царским селом, Якоби впервые в мировой практике использовал для второго провода землю.
Якоби принадлежит десять конструкций самых разных видов телеграфных устройств.
В 1850 году, например, он изобрел оригинальный буквопечатающий телеграфный аппарат.
Под действием движущихся электромагнитов в передающем и в приемном аппаратах синхронно вращались указательные стрелки, занимая в каждый данный момент одинаковое положение над циферблатами с буквами. На одной оси со стрелкой, жестко связанное с ней, находилось типовое колесо с буквами. Чтобы передать нужную букву, телеграфист при помощи штифта устанавливал стрелку прямо напротив нужной буквы. Одновременно на приемной станции против той же буквы устанавливалось указательная стрелка вместе с типовым колесом. При этом срабатывали электромагниты и прижимали к типовому колесу бумажную ленту, на которой отпечатывались нужные буквы одна за другой.
Все указанные работы были засекречены, но однажды, будучи в Берлине, в дружеской компании Якоби показал чертежи своего аппарата, на что, разумеется, не имел права. Этой утечкой информации незамедлительно воспользовался инженер В. Сименс. Внеся в конструкцию Якоби некоторые изменения, В. Сименс совместно с механиком И. Гальске организовал серийное производство подобных аппаратов. Так началась деятельность знаменитой электротехнической фирмы «Сименс и Гальске», которая быстро захватила в свои руки все европейские подобные учреждения, в том числе и в России. Позже Якоби не раз с горечью говорил, что изобретение, сделанное им, как это часто бывает, обогатило не его, а людей, не причастных к изобретению.
Много сил отдал Якоби военному делу.
«Наша система подводных мин, – писал он в 1847 году, – и найденные нами средства, ручавшиеся нам за действительность их, совершенно неизвестны заграничным правительствам».
Это действительно было так.
К началу Крымской войны в особой «гальванической» команде хорошую подготовку по электроминному делу, разработанному Якоби, получили многие русские офицеры, матросы и солдаты. До этого вместе с Якоби они участвовали в реальных испытаниях подводных мин, которые проводились почти ежегодно в Петербурге на Большой Невке, у Петропавловской крепости и в районе Ревеля.
В 1847 году большие показательные испытания действия подводных мин были проведены в районе между Кронштадтом и Ораниенбаумом в присутствии императора Николая I и всех высших военных чинов.
Сперва демонстрировалось действие незаряженных мин, соединенных с гальванической батареей, установленной на берегу, и, в свою очередь, соединенной с телеграфным аппаратом. Когда с минами сталкивалось гребное судно, управляемое матросами, срабатывал запал, гальваническая цепь замыкалась и на телеграфном аппарате звонил колокольчик. Затем были проведены опыты с боевыми минами, имевшими пороховой заряд, – но при разомкнутой цепи. Необходимо было показать, что свои суда могут проходить над минами, не подвергаясь опасности. И, наконец, проведена была самая ответственная часть испытаний. Цепь, соединявшая батарею с боевыми минами, замыкалась, корабль, проходя над миной, задевал ее, – срабатывал запал, происходил взрыв.
Во время Крымской войны по предложенной Якоби системе был минирован Кронштадский рейд, что не позволило английским и французским кораблям подойти к Петербургу.
Якоби беспокоила судьба Севастополя.
Он сделал все, чтобы помочь осажденному городу.
Он добился того, чтобы военное начальство отправило все необходимое для минирования Севастопольского рейда: наилучший охотничий порох, минные бочки деревянные и металлические, специальные проводники, соединительные приборы, гальванические батареи и запалы. Однако князь А. С. Меншиков, командовавший обороной, отказался от минирования рейда. В феврале 1853 года князь Меншиков был отстранен от командования, но время было упущено, мины Якоби не успели защитить город.
За год до смерти, Якоби писал в своей автобиографии:
«…Работы мои были направлены в смысле применения силы гальванизма к военному делу. Начало моих работ по этому предмету совпадает с началом 1840 года. Следовательно, Россия обратила внимание на эту столь существенную в настоящее время отрасль военного производства почти тридцатью годами раньше других государств, которые теперь пользуются плодами сделанных в этом отношении успехов и усовершенствований.
Изобретенные мною и усовершенствованные мины (торпедо) едва ли в сущности уступают новейшим торпедо других государств, несмотря на приложенные в этих странах усиленные старания к усовершенствованию упомянутого снаряда, которым Россия первым владела задолго до того, как подобное средство военной обороны стало известно за границей. Будучи употреблены впервые на войне при обороне Кронштадта, русские торпедо моей конструкции представляли, как известно, серьезное препятствие нападению со стороны англо-французского флота».
Якоби был членом тринадцати зарубежных научных обществ, почетным доктором и профессором многих отечественных и зарубежных университетов, членом-корреспондентом нескольких иностранных академий. Среди его близких друзей и научных корреспондентов были А. Беккерель, К. М. Бэр, Я. Берцелиус, Ф. П. Литке, М. Фарадей, В. Я. Струве, А. Н. Лодыгин, Н. Н. Зинин, М. В. Остроградский, А. Гумбольдт. Он работал с Менделеевым, Петрушевским, Хвольсоном, Яблочковым, Ленцем, Слугиновым.
«Я черпал из науки только то, что ведет или обещает повести к практическим результатам, – писал Якоби, вспоминая пройденный путь. – Я поставил себе задачу примирить науку и технику, стереть несправедливую разницу, которую установили между теорией и практикой».
Это ему, несомненно, удалось.
Умер Якоби 3 марта 1874 года в Петербурге от сердечного приступа, – вполне счастливый, достойный, сумевший выразить себя человек, из Морица вдруг превратившийся в Бориса, и никогда этого не стеснявшийся, а наоборот, гордившийся этим.
Из книги автораФридрих Генрих Якоби (1743-1819 гг.) писатель, философ Корнем философии должно оставаться положение: человеческое познание исходит из откровения; именно разум открывает свободу, благодаря тому что он открывает провидение; и все ветви [философского] учения вырастают из этого
Из книги автора Из книги автора1838 г. Якоби В 1838 году, 5 октября, на заседании Петербургской Академии наук, немецкий физик Мориц Якоби (1801–1874), работавший в России, сделал сообщение об открытии и технической разработке гальванопластики - технологии создания тонких металлических покрытий на катоде,
Из книги автора1839 г. Грове, Якоби В 1839 году британский физик сэр Уильям Грове (1811–1896) разработал гальванический элемент, пригодный для запитывания силовых цепей. По конструкции элемент Грове был аналогичен элементу Даниэля, но медный купорос в нем был заменен на азотную кислоту, а медь
Из книги автораЯКОБИ, Иоганн (Jacoby, Johann, 1805–1877),немецкий врач, леволиберальный политик3Беда королей в том, что они не желают слышать правду.В нояб. 1848 г. Фридрих Вильгельм IV принял группу депутатов прусского Национального собрания, молча выслушал их требования и ушел. Свою фразу Якоби
Изобретатели
Место рождения: Потсдам, Германия
Семейное положение: женат
Деятельность и интересы: физика, электротехника
С.И. Вавилов сказал: «Имя Якоби навеки останется в истории в связи с изобретенной им гальванопластикой, получившей широчайшее применение в технике». Еще факты
Образование, степени и звания
1829 , Гёттингенский университет. Факультет архитектуры: выпускник (специалист, архитектор)
1847 , Санкт-Петербургская Академия наук: академик
Работа
1835-ок. 1837 , Дерптский университет, кафедра гражданской архитектуры: профессор
1839 , Императорская Академия Наук, Физический кабинет, Санкт-Петербург: Адъюнкт (1839-1942); экстраординарный академик (1842-1847); ординарный академик (с 1847)
Открытия
Изобрел прибор для измерения электрического сопротивления, названный им вольтагометром.
В 1838 году открыл гальванопластику, что положило начало отдельному направлению прикладной электрохимии (гальванотехнике).
В 1850 году создал первый в мире буквопечатающий телеграфный аппарат.
Биография
Русский физик немецко-еврейского происхождения, изобретатель-электротехник. Учился в Берлинском и Гёттингенском университетах, получил диплом архитектора и работал по специальности. Электротехникой начал заниматься в 1834 году в Кёнигсберге.
С 1835 года работал в Дерптском (Тартуском) университете.
В 1837 году, приняв русское подданство, переехал в Санкт-Петербург, где продолжал работать в области практического применения электричества, главным образом в военном деле и на транспорте. Якоби сконструировал несколько электродвигателей, и испытания подтвердили пригодность электродвигателя для приведения в движение судов.
С 1839 года под руководством Якоби проводилась разработка минного оружия для русского флота и армии. Он создал морскую якорную мину, обладавшую собственной плавучестью (за счет камеры в корпусе), гальваноударную мину, ввел подготовку специальных подразделений гальванеров для флота и саперных батальонов, что имело огромное значение для обороны морских баз и портов. Я
коби сконструировал около 10 типов телеграфных аппаратов, в том числе первый буквопечатающий телеграфный аппарат в 1850 году.
Предложил ряд оригинальных конструкций реостатов, несколько новых электроизмерительных приборов, совместно с Э.X. Ленцем разработал оригинальный способ электроизмерений. Труды Якоби ускорили решение многих проблем метрологии: установление метрической системы, разработка эталонов, выбор единиц измерений и т.д. По инициативе и под руководством Якоби было положено начало электротехническому образованию в русской армии и на флоте.
За изобретение гальванопластики Б.С. Якоби в 1840 году был удостоен Демидовской премии, а в 1840 году награжден Большой золотой медалью на Всемирной выставке в Париже. Последние годы жизни заведовал Физическим кабинетом Санкт-Петербургской академии наук.
Русский физик и электротехник Борис Семенович (Мориц Герман) Якоби родился 9 (21) сентября 1801 г. в Потсдаме (Германия). Его отец был личным банкиром короля Фридриха Вильгельма, младший брат - Карл Густав Якоби (1804-1851) в дальнейшем стал выдающимся немецким математиком. (Он один из создателей теории эллиптических функций, ему принадлежат открытия в области теории чисел, линейной алгебры и многих других разделах математики).
Образование Б.С. Якоби получил в Гёттингенском университете, по желанию родителей получив специальность архитектора. В 1835 году он стал профессором гражданской архитектуры в Дерптском университете. Однако в Дерпте Б.С. Якоби пробыл недолго. У него кроме архитектуры была еще одна страсть - проводить опыты с электричеством. В мае 1834 года Якоби построил свою первую действующую модель электродвигателя, "магнитного аппарата", как называл он свой двигатель. В ноябре 1834 года он отправил в Парижскую Академию наук рукопись с описанием изобретенного им электродвигателя. 1 декабря о достижении Якоби было доложено на заседании Академии, а уже 3 декабря его записка была опубликована. Труды Б. Якоби в области "чистой и прикладной электрологии" нашли отклик в Петербурге в Академии наук, и в 1837 году он был командирован туда на "неопределённое время" для работы в комиссии по исследованию применений электромагнитов в движении машин. Приехав в Петербург, ученый остался в нем на всю жизнь.
Первым и самым замечательным открытием Якоби в России стало изобретение в 1838 году гальванопластики. (Гальванопластика - получение металлических копий с металлического и неметаллического оригинала путем электролиза, т.е. разложения веществ при прохождении через них постоянного электрического тока.) И вскоре данное открытие получило признание во всем мире. В Петербурге было создано предприятие, которое делало с помощью гальванопластики барельефы и статуи для украшения Исаакиевского собора, Зимнего дворца, Большого театра в Москве, золотило листы кровли для куполов, производило медные копии с форм для печатания денег, а также географических карт, почтовых марок, художественных гравюр.
В это же время совместно с академиком Э.Х. Ленцем (1804-1865) Якоби исследовал электромагнитные притяжения и законы намагничивания железа. Для этой цели он построил особый реостат, названный им вольтагометром. В 1839 году Якоби вместе с Ленцем построил два усовершенствованных и более мощных электродвигателя. Один из них был установлен на большой лодке и вращал ее гребные колеса. При испытаниях лодка с экипажем из 14 человек поднималась против течения Невы, борясь со встречным ветром. Это сооружение представляло собой первое в мире электрическое судно. Другой электродвигатель Якоби-Ленца катил по рельсам тележку, в которой мог находиться человек. Эта скромная тележка приходится "бабушкой" трамваю, троллейбусу, электропоезду, электрокару. Правда, сидеть в ней было не очень удобно, поскольку свободного места там почти не оставалось из-за батареи. Других источников электрического тока тогда не знали. В 1839 Якоби получил в Императорской Академии наук место адъюнкта, в 1842 - место экстраординарного и, наконец, в 1847 - ординарного члена Петербургской Академии наук.
В 1840-х годах Б.С. Якоби заинтересовался работами по телеграфии, в том числе своего друга Павла Львовича Шиллинга, учел слабые стороны имеющихся телеграфных аппаратов и пришел к убеждению, что вполне реально создать новый, надежный, быстродействующий и легко управляемый электромагнитный аппарат. Первый пишущий аппарат Якоби сконструировал в 1839 году. Его особенностью было то, что вместо мультипликатора использовался электромагнит, приводивший при помощи системы рычагов в действие карандаш. Запись сигналов производилась на фарфоровой доске, которая двигалась на каретке под действием часового механизма. Телеграфный аппарат Якоби в течение нескольких лет (1842-1845) успешно работал на "царских" подземных (кабельных) линиях: Зимний дворец - Главный штаб - Царское Село длиной около 30 км. Однако ученый не был доволен его работой: записи принятых депеш трудно поддавались расшифровке, мало удобным было также устройство каретки с экраном.
В течение многих лет Якоби продолжал совершенствовать своё изобретение. В 1845 году он создал абсолютно новую конструкцию стрелочного синхронного аппарата с горизонтальным циферблатом, электромагнитным приводом и прямой клавиатурой. Этот аппарат получил практическое применение в России, в Европе и стал основой для многих других синхронных телеграфных аппаратов. А в 1850 году Якоби изобрел первый в мире буквопечатающий телеграфный аппарат, работающий по принципу синхронного движения. Это изобретение было одним из крупнейших достижений электротехники середины ХIХ века. Однако русское правительство считало изобретение Якоби военным секретом и не разрешало ученому публиковать его описание. О нем даже в России знали немногие, до тех пор пока в Берлине Якоби не показал чертежи своим "давнишним друзьям". Этим воспользовался В. Сименс, внесший в конструкцию устройства Якоби некоторые изменения и совместно с механиком И. Гальске организовавший серийное производство таких телеграфных аппаратов. Так было положено начало деятельности всемирно известной электротехнической фирмы "Сименс и Гальске". А Якоби в 1851 году писал, что "та же самая система, которую я впервые ввел, принята в настоящее время в Америке и в большинстве стран Европы".
Последняя работа Б.С. Якоби в области аппаратостроения относится к 1854 году, когда он создал новый телеграфный аппарат для связи на больших пароходах между каютой капитана и машинным отделением. Но аппаратостроением не ограничивалась деятельность Якоби в области телеграфии. Он внес выдающийся вклад в строительство линий электромагнитного телеграфа и в решение вопроса об устойчивости и надежности телеграфирования. На склоне лет Б.С. Якоби заведовал Физическим кабинетом Петербургской Академии наук. Он создал команды военных гальванеров, на основе которых выросла высшая электротехническая школа России. Якоби разработал и усовершенствовал способ зажигания мин на расстоянии электрическим током и руководил применением этого метода в Кронштадтской крепости во время Крымской войны.
В 1872 г. по возвращении из Парижа, где он участвовал в качестве русского делегата в работе Международной комиссии по установлению однообразной системы мер и весов, у Якоби начались сердечные приступы, первые симптомы которых были отмечены еще в 1870 году. Он слег, но сердечные приступы повторялись, и 27 февраля (11 марта) 1874 года Борис Семенович Якоби скончался. Отличительной чертой Якоби была его скромность. Он никогда не подчеркивал и не афишировал своих многолетних трудов, имеющих огромное научное и практическое значение. Хотя Якоби занимал видное служебное положение и получил за изобретение гальванопластики Демидовскую премию в 25 000 рублей, а в 1867 году на Парижской выставке - большую золотую медаль и премию, он не заработал больших денег. Умирая, этот крупнейший изобретатель был вынужден обратиться к правительству с просьбой не оставить в нужде его семью.
Немец по происхождению, он принял русское подданство и считал Россию "вторым отечеством". Выдающийся физик и электротехник, член Петербургской Академии наук Якоби всегда подчеркивал, что его изобретения принадлежат России. Он отлично понимал значение открытия гальванопластики и до конца жизни боролся за ее внедрение в русскую промышленность. Якоби соблазняли тем, что в другой стране он мог бы гораздо лучше воспользоваться правами изобретателя. Но он считал, что гальванопластика принадлежит исключительно России.
К сожалению, сегодня могила Б.С. Якоби на Смоленском лютеранском кладбище находится в ужасном состоянии. Среди поваленных крестов и непроходимых зарослей, в болотистом месте у кладбищенского забора непросто отыскать пошатнувшийся черный обелиск за проржавевшей оградой. Захоронение ученого и изобретателя, отдавшего всю жизнь России, сегодня всеми забыто. Кажется, что посещают его только местные бомжи, устроившие рядом что-то среднее между свалкой мусора и местом отдыха. Кто поверит, что надгробие Б.С. Якоби включено в Перечень объектов исторического и культурного наследия федерального значения, утвержденный постановлением Правительства РФ от 10.07.2001 под №527 и охраняется государством?!
"Культурно-историческое значение и развитие наций оцениваются по достоинству того вклада, который каждая из них вносит в общую сокровищницу человеческой мысли и деятельности. Поэтому я обращаюсь с чувством удовлетворенного сознания к своей тридцатисемилетней ученой деятельности, посвященной всецело стране, которую привык считать вторым отечеством, будучи связан с нею не только долгом подданства и тесными узами семьи, но и личными чувствами гражданина. Я горжусь этой деятельностью потому, что она, оказавшись плодотворной в общем интересе всего человечества, вместе с тем принесла непосредственную и существенную пользу России..."
Б.С. Якоби
Якоби Борис Семенович, известный поначалу как немецкий, а потом и российский ученый в области физики, талантливый электротехник и изобретатель.
Истоки жизненного пути
Дитя, урожденное Морицем Германом фон Якоби, появилось на свет сентябрьским днем 1801 года, в берлинском пригороде Потсдаме. Семья будущего академика не бедствовала.
Мать ребенка Рахель Леман была домохозяйкой, высокий достаток семье обеспечивал отец семейства Симон Якоби, персональный банкир Фридриха-Вильгельма III, кайзера Пруссии.
Это позволило талантливому отпрыску начать учебу в Берлинском университете. Позднее он перевелся в университет Гёттингена, который закончил по физико-математическому курсу. Правда, поначалу трудиться пришлось в прусском строительном департаменте архитектором.
Однако невольного зодчего больше тянуло к физике. Поэтому он отличился в деле улучшения характеристик водяных двигателей, а дальше - больше, следуя моде той поры и, вовсе прельстился электричеством.
Первое изобретение
Увлечение физикой и тяга к изобретательству позвали молодого архитектора в дорогу. Сперва, Мориц Якоби нашел приют у младшего брата, преподававшего в университете Кенигсберга. Здесь у него, наконец, появилась возможность окунуться с головой в проблемы физической науки.
Особенно пытливого физика интересовал электромагнетизм. Свободные часы он посвящал работе над электродвигателем. В отличие уже имевшихся подобных изобретений должен был крутить рабочий вал постоянно и непосредственно. А этот крутящий момент легко превратить в иные полезные виды циркуляции.
В одном из номеров парижского академического журнала за 1834 год была опубликована небольшая заметка о сконструированном новом электродвигателе. В него были встроены электромагниты на движущуюся, и на статичную части. Впервые был использован коммутатор уникальной конструкции. Источником электрического питания для электромотора были гальванические батареи.
Переезд в Россию
Несколько видных российских ученых, обратили внимание на разработки Якоби и содействовали приглашению перспективного ученого в университет Дерпта. Россия привлекала иностранных ученых широкими возможностями и щедрым финансированием. Якоби надеялся здесь воплотить в жизнь свою мечту о вечном двигателе, что по факту было невозможно в практичной Пруссии.
В 1837 году профессор Якоби получил приглашение из Петербурга. Там озаботились поисками двигателей для кораблей. Одним из вариантов рассматривался электродвигатель Якоби. После проведения опытов, его работу оценили по достоинству. Ученый получил в разработку ряд проектов, связанных с электромагнетизмом.
Русское правительство предполагало использовать их для военных нужд. Такой прием пришелся по душе ученому и Мориц Якоби, перевоплотился в подданного Российской империи с именем Борис Семенович Якоби. С той поры Россия стала для немецкого еврея второй Родиной, к которой он питал искреннюю приязнь, как подданный и преданный гражданин. Кроме того Борис Якоби навсегда связал себя с новым Отечеством тесными семейными узами.
Плоды деятельности в новом Отечестве
Многообразие научных изысканий и технического творчества Бориса Якоби привело к:
- открытию гальванопластики, методу наложения тончайшего металлического слоя на нужную плоскость при использовании электричества, положив начало развитию электрохимии;
- изобретению целого ряда измерителей электрического сопротивления под названием «вольтагометры»;
- значительным конструктивным подвижкам в телеграфии, Якоби изобрел буквопечатающий телеграф синхронного действия;
- проводке кабельных линий в Петербурге, протянутых позднее до Царского села;
- разработке гальванических батарей; созданию нового типа противокорабельных, гальваноударных мин;
- формированию в саперных подразделениях российской армии гальванических отрядов.
В отличие от менее удачливых «пророков» своего Отечества, Борис Якоби получил славы сполна. Премии, ордена, медали с Всемирных выставок не обходили стороной нашего героя. За десять лет до кончины он получил статус потомственного дворянина Российской империи.
В Академии наук Петербурга курировал физический кабинет и состоял в министерстве финансов членом мануфактурного совета. Сердечный приступ прервал славный жизненный путь Бориса Семеновича Якоби в 1874 году. Его прах покоится на лютеранском погосте Васильевского острова.
Борис Семенович ЯКОБИ
Труды русского изобретателя, ученого, академика Бориса Семеновича Якоби легли в основу современной теории электромагнитных машин. Якоби была открыта совершенно новая область техники - гальванотехника.
"Имя... Бориса Семеновича Якоби хорошо известно, как имя изобретателя гальванопластики, пионера в области электромагнитной телеграфии, конструктора первого электродвигателя, получившего применение при движении лодки и т. п. Меньше знают Якоби как одного из первых организаторов международной метрической службы и еще меньше, как инициативного работника в области электротехнических измерений, способствовавшего своими работами улучшению методов электротехнических измерений и совершенствованию электрических измерительных приборов", - писал член-корреспондент АН СССР, электротехник М. А. Шателен.
Борис Семенович (Мориц Герман) Якоби родился 9 сентября 1801 г. в Потсдаме. Отец Якоби был личным банкиром короля Фридриха Вильгельма. Младший брат Якоби - Карл Густав Якоб Якоби - в дальнейшем стал выдающимся немецким математиком. (Он один из создателей теории эллиптических функций, ему принадлежат открытия в области теории чисел, линейной алгебры и многих других разделах математики.)
Образование Борис Якоби получил в Гетгингенском университете, согласно желанию родителей - по специальности архитектора. В 1835 г. Якоби стал профессором гражданской архитектуры в Дерптском университете. .
Но у Бориса Якоби, кроме архитектуры, была еще одна страсть - проводить опыты с электричеством. В мае 1834 г. Якоби построил свою первую действующую модель электродвигателя, "магнитного аппарата", как называл он свой двигатель. В ноябре 1934 г. с правил в Парижскую академию наук рукопись с описанием изобретенного им электродвигателя. 1 декабря о его достижении был доложено на заседании Академии, и уже 3 декабря его записка опубликована.
Но более известно имя Якоби в связи с практическими применениями электролиза, законы которого были установлены великим английским ученым Фарадеем, с которым Якоби состоял в дружеской переписке.
При прохождении электрического тока через растворы кислот или солей составные части этих химически сложных тел выделяются на электродах-проводниках, подводящих электрический ток к данному раствору. Здесь эти части либо реагируют с растворителем (водой) или с веществом электрода, либо оседают на электроде в виде сплошного слоя. Последнее имеет место при выделении большинства металлов на катоде - электроде, соединенном с отрицательным полюсом источника электрического тока.
Для приведения в движение электромагнитных машин Якоби дался в источниках электрического тока и подверг тщательному изучению ряд гальванических элементов. Работая с элементом, в котором на электроде оседала медь, он обратил внимание на то, что это оседание происходило ровным слоем, который затем можно было целиком оторвать от электрода. Форма поверхности полученного таким способом медного листочка полностью и в точности воспроизводила все неровности и особенности поверхности электрода.
Летом 1936 г. ему довелось наблюдать эту удивительную способность частичек меди осаждаться на поверхности отрицательного электрода. Якоби применил в качестве электрода медную дощечку, на которой было выгравировано его имя, и увидел, что отодранный от электрода листочек представляет собой негативный отпечаток дощечки с надписью. Он тотчас же оценил техническое значение факта и уже сознательно очень удачно снял копию с медного пятака Якоби назвал этот прием "гальванопластикой" и стал всячески пропагандировать его распространение и применение на практике.
Его труды в области "чистой и прикладной электрологии" заинтересовали Академию наук в Петербурге, и в 1837 г. Якоби был командирован туда на неопределенное время. В 1839 г. он получил в Академии место адъюнкта, в 1842 г. - место экстраординарного, и, наконец, в 1847 г. - ординарного члена Академии наук. В 1838 г. он представил в Академию наук докладную записку об открытии им гальванопластики, а в 1840 г. вышло написанное им руководство по гальванопластике: "Гальванопластика или способ по данным образцам производить медные изделия из медных растворов помощью гальванизма".
Якоби первый установил техническую возможность и практическую значимость электролитического осаждения металлов. Таким образом, Якоби является изобретателем гальванотехники в целом и родоначальником современной электрохимии.
Благодаря энергии Якоби гальванопластика быстро нашла в России практическое применение - в изготовлении точных и во всем сходных между собой клише для печатания государственных бумаг, в том числе денежных знаков, чего нельзя было достигнуть простой гравировкой клише.
Всю свою долгую жизнь и все свои силы Якоби посвятил служению России и ее промышленному развитию. Он отлично понимал значение открытия гальванопластики и до конца жизни, несмотря на все затруднения, боролся за внедрение гальванопластики в русскую промышленность. Якоби соблазняли тем, что в другой стране он мог бы гораздо лучше воспользоваться правами изобретателя. Но он считал, что гальванопластика принадлежит исключительно России: "Сие изобретение принадлежит исключительно России и не может быть оспорено никаким другим изобретением вне оной..." Здесь "она открыта и здесь развивалась!"
Отличительной чертой Якоби была его скромность. Он никогда не подчеркивал и не афишировал своих многолетних трудов, имеющих огромное научное и практическое значение. Хотя Якоби занимал видное служебное положение и получил за изобретение гальванопластики в 1840 г. Демидовскую премию в 25 000 рублей, а в 1867 г. на Парижской выставке - большую золотую медаль и премию, он не заработал больших денег. Умирая, этот крупнейший изобретатель был вынужден обратиться к правительству с просьбой не оставить в нужде его семью.
И все же Б. С, Якоби, по сравнению с другими русскими изобретателями-электротехниками XIX в. - А. Н. Лодыгиным, П. Н. Яблочковым, исключительно повезло. Работой его интересовались люди, власть имущие, вплоть до императора Николая I. Ему были предоставлены все условия и средства для работы. Практическим проведением в жизнь его изобретения занимались, с одной стороны, "ЭКСПЕДИЦИЯ заготовления государственных бумаг", с другой - особая гальванопластическая мастерская, где при участии Якоби было изготовлено много замечательных произведений искусства.
Так, для статуй и барельефов Исаакиевского собора, Эрмитажа, Большого театра в Москве, Зимнего дворца, Петропавловского собора и на некоторые другие изделия мастерская осадила гальваничес ким путем 6749 пудов меди! Для позолоты куполов Храма Христа Спасителя в Москве, Исаакиевского собора, Петропавловского собора и нескольких других небольших куполов и позолоты разных изделий мастерская эта израсходовала 45 пудов 32 фунта золота.
Исходя из законов и представлений Ампера и Фарадея, дополненных собственными исследованиями, проведенными им в конце 1830-х гг. совместно с академиком Э. X. Ленцем, Якоби в 1839 г. построил первый магнитоэлектрический двигатель, приводящий в движение на реке Неве против ее течения лодку с четырнадцатью человеками, и тем доказал возможность практического использования электродвигателей с непрерывным вращательным движением.
На основе этих опытов, а также своих более ранних изысканий в области "приложения электромагнетизма к движению машин" Якоби создал теорию электромагнитных машин.
Законы электромагнитных двигателей изложены им в статьях, опубликованных в 1840 и 1850 гг. Якоби разбил при этом распространенные в то время иллюзии о возможности весьма значительного увеличения полезной работы за счет электрического тока данной мощности путем дальнейшего усовершенствования и перестройки электромагнитных машин. Он доказал, что если такая перестройка приведет к выигрышу в скорости двигателя, то этот выигрыш неминуемо будет сопровождаться потерей в силе, и наоборот - выигрыш в силе приведет к уменьшению скорости. Это положение до Якоби было признано лишь в области чистой механики.
Научно-техническое творчество Якоби было очень многообразным. Он создал ряд приборов для измерения электрического сопротивления, назвав их "вольтаметрами". Стремясь ввести единство в измерения электрического тока, Якоби приготовил свой собственный условный эталон сопротивления (из медной проволоки) и разослал его экземпляры ряду физиков.
В 1852 г. Вебер определил величину сопротивления эталонов Якоби в абсолютных единицах. Таким образом, произведенные при помощи этих эталонов измерения можно было перевести в общепринятые единицы. Одним из способов измерения силы электрического тока является определение количества вещества, отлагаемого на электродах током при электролизе в течение одной секунды в приборе, называемом "вольтаметром". Якоби сперва усовершенствовал вольтаметр, перейдя от электролиза воды к осаждению меди, затем выяснил недостаток и этого способа и предложил принятый теперь в науке метод осаждения в вольтаметре серебра из раствора азотнокислого серебра.
| Якоби соединил телеграфом (с подземной прокладкой проводов) Зимний и Царскосельский дворцы, изобрел и построил для этой линии, а также для телеграфной связи между Зимним дворцом и Главным штабом несколько новых своеобразных телеграфных аппаратов, провел исследование сопротивления жидких проводников и их поляризации, изобрел так называемую контрабатарею, делающую возможным телеграфирование по плохо изолированным проводам;
построил гальванометры новых типов; изобрел аппарат для отделения и измерения плотности жидкости различного удельного веса (аппарат этот нашел применение в качестве проверочного прибора на винокуренных заводах).
Якоби разработал и усовершенствовал способ зажигания мин на расстоянии электрическим током и руководил применением этого метода в Кронштадтской крепости во время Крымской войны. На склоне лет Якоби заведовал Физическим кабинетом Петербургской академии наук. Он создал команды военных гальванеров, на основе которых выросла высшая электротехническая школа России. В 1872 г. по возвращении из Парижа, где он активно участвовал в качестве русского делегата в работе Международной комиссии по установлению однообразной международной системы мер и весов, у Якоби начались сердечные приступы (припадки), первые симптомы которых были еще в 1870 г. Он слег. Сердечные припадки стали повторяться, и в ночь с 10 на 11 марта 1874 г. Борис Семенович Якоби скончался. Незадолго до смерти Якоби писал:
Культурно-историческое значение и развитие наций оцениваются по достоинству того вклада, который каждая из них вносит в общую сокровищницу человеческой мысли и деятельности. Поэтому нижеподписавшийся обращается с чувством удовлетворенного сознания к своей тридцатисемилетней ученой деятельности, посвященной всецело стране, которую привык считать вторым отечеством, будучи связан с нею не только долгом подданства и тесными узами семьи, и личными чувствами гражданина.
Нижеподписавшийся гордится этой деятельностью потому, что она, оказавшись плодотворной в общем интересе всего человечества, вместе тем принесла непосредственную и существенную пользу России..."
Во время установления мемориальных досок на доме, где жили выдающиеся русские академики, в 1949 г. во вступительном слове президент АН СССР, академик С. И. Вавилов сказал: "Имя Якоби навеки и останется в истории в связи с изобретенной им гальванопластикой, получившей широчайшее применение в технике..."