История выдающихся открытий и изобретений (электротехника, электроэнергетика, радиоэлектроника) - Ян Шнейберг

Ян Абрамович Шнейберг

История выдающихся открытий и изобретений (электротехника, электроэнергетика, радиоэлектроника)

Научно-популярное издание

М.: Издательский дом МЭИ, 2009. – 118 с.: ил.

ISBN 978-5-383-00328-2

Редактор М.П. Соколова

Художественный редактор Ю.А. Землеруб

Технический редактор ТА. Дворецкова

Корректор В. В. Сомова

Компьютерная верстка В.В. Пак

Книга посвящена истории выдающихся открытий и изобретений в области электротехники, электроэнергетики и радиоэлектроники. Наиболее подробно изложена история электротехники – от первых наблюдений электрических и магнитных явлений еще до нашей эры до создания устройств, машин и приборов современного типа. Более кратко рассмотрено зарождение радиоэлектроники – от открытия термоэлектронной эмиссии до создания первых радиоприемников, радиоламп и зарождения техники СВЧ.

Книга может быть полезной молодым людям, вступающим на путь творчества, – школьникам старших классов, студентам, аспирантам, молодым инженерам и научным работникам, а также начинающим преподавателям физики и электротехники.

Предисловие

Эта книга для тех, кто со школьной скамьи интересуется техникой, кто с увлечением проводит свободное время в физическом кабинете, кто участвует в проведении экспериментов с физическими и электротехническими приборами и кто в будущем мечтает стать изобретателем, создателем новых технических устройств.

В современном мире, благодаря гигантским усилиям многих тысяч выдающихся деятелей науки и техники разных стран, достигнуты невиданные успехи в открытии и изучении законов природы и их использования на благо человечества.

Как известно, одним из магистральных направлений научно- технического прогресса является электротехника. По мере ее развития во второй половине XIX в. были созданы условия для возникновения и бурного развития электрификации. Под электрификацией понимается широкое внедрение электрической энергии во все сферы народного хозяйства. Она проникла во все отрасли современной промышленности, транспорта, сельского хозяйства, быта, обеспечила автоматизацию производственных процессов, получение и передачу сигналов и информации. Сегодня нет такой области техники, где бы ни использовалась электрическая энергия. Вне зависимости от того, в какой отрасли техники будет работать будущий специалист, он должен знать основы электротехники.

Поэтому автор настоящей книги стремился на конкретных примерах наиболее выдающихся открытий и изобретений в области электротехники и радиоэлектроники показать молодому читателю, мечтающему вступить на путь технического творчества, не только роль знания истории создания того или иного технического устройства, но и помочь ему в будущем сделать свой вклад в развитие науки и техники.

Но как показывает многовековой опыт человечества, каждому, кто вступает на тернистый путь служения науке и технике, нужно, прежде всего, научиться овладевать знаниями и неустанно стремиться к самообразованию и его непрерывному пополнению. Молодые люди должны проявить настойчивость и целеустремленность, умение преодолевать неизбежные трудности в процессе творческого труда и добиваться реализации своих идей и их внедрения в практику.

Рассказывая о выдающихся ученых и инженерах, создателях многих электротехнических устройств, автор стремился увлечь читателя своеобразной романтикой инженерного поиска, логикой творческой мысли и методологией изобретателя. И, наконец, возбудить желание молодого инженера или ученого попробовать свои силы в решении пусть пока несложных конкретных технических задач. Автор также старался кратко показать жизненные пути выдающихся деятелей науки и техники, как яркий пример служения человечеству и завидное умение предвидеть цветущее «древо» науки и техники, выросшее из пока еще мало заметных ростков будущего.

В заключение автор благодарит Издательский дом МЭИ за внимание и помощь в издании этой книги, а также АЯ. Шней- берг, Н.В. Голощапову и С. И. Кондакова за большую работу по подготовке рукописи к печати. Автор сознает, что книга не лишена недостатков и заранее благодарит читателей за их замечания и пожелания.

Автор

ГЛАВА 1 Знать прошлое, чтобы ориентироваться в настоящем и предвидеть будущее

Для строительства будущего нужны не только кирпичи настоящего, но и будущего!

Многие из будущих читателей книги свободно владеют компьютером, широко пользуются Интернетом, не говоря уже о сотовых телефонах. Но многолетний опыт успешной творческой деятельности выдающихся ученых и инженеров убедительно показывает, что указанных знаний совершенно недостаточно.

В современном взаимосвязанном и бурно развивающемся мире развитие науки и техники тесно связано с социальными, экономическими, историческими и экологическими процессами. Чтобы творчески решать актуальные научно-технические проблемы молодому специалисту нужно научиться глубоко осмысливать все эти сложные взаимосвязи научно-технического прогресса.

При этом нельзя забывать о невиданных темпах общественного развития, быстрой смене техники и технологии, сокращении пути от момента совершения открытия до его внедрения в производство. Так, например, для практической реализации принципа телефонной связи потребовалось более 25 лет (1850-1876), для радио почти 20 лет (1875-1895), для транзистора – 5 лет (1948-1953), а для интегральных схем всего 3 года (1958-1961), не говоря уже о самых последних открытиях в области микроэлектроники и информатики.

И если сравнительно не так давно время изменения технических средств превышало длительность жизни человека, и специалист учился своей профессии один раз на всю жизнь, то сегодня ему приходится переучиваться, и не один раз! Но этому еще надо научиться! При этом необходимо выработать систему навыков и стремление к постоянному самообразованию, творческому овладению новейшими достижениями науки и техники.

Изучение истории выдающихся открытий и изобретений, а также жизненного пути корифеев науки и техники убедительно показывает достойные примеры для подражания. Если, в частности, говорить о титанах электротехники, таких, как Фарадей, Генри, Ом, Эдисон, то они с юных лет проявили удивительное стремление к самообразованию и овладению знаниями, настойчивость и целеустремленность в достижении цели.

Многие из выдающихся ученых уже в юные годы поражали своими знаниями и способностями. Тринадцатилетний Ампер направил в Лионскую академию наук несколько мемуаров, в одном из которых высказал серьезные замечания по поводу одного из трудов всемирно известного математика Л. Эйлера. Девятнадцатилетний студент Высшей технической школы Никола Тесла высказал профессору свою идею о возможности создания электродвигателя переменного тока, и профессор перед всем курсом заявил, что «Тесла, несомненно, совершит великие дела, но осуществить высказанную им идею ему никогда не удастся». Как глубоко ошибался профессор!

Когда спрашивали одного из крупнейших английских физиков Д.Г. Стокса, почему он любит задавать студентам вопросы, на которые не мог ответить сам, он отвечал, что верит в то, что среди молодых людей, сидящих в аудитории, может найтись такой, который ответит на поставленный вопрос. И таким студентом оказался впоследствии известный ученый Д.К. Максвелл, который в 14 лет написал первую научную статью, а в 22 года уже начал «браконьерствовать» в области электричества, получив напутствие великого У. Томсона (Кельвина). А сам Томсон в 10-летнем возрасте стал студентом университета в Глазго, а в 22 – профессором этого университета. Создателем первого генератора с кольцевым якорем был 19-летний студент (позднее профессор Пизанского университета) А. Пачинотти.

Подобные примеры можно было бы продолжить.

Автор, конечно, неслучайно рассказывает об изобретениях и открытиях в области электротехники, именно им посвящена настоящая книга.

Электротехника – одна из магистральных направлений или отраслей современной науки и техники. Как известно, решающая роль в развитии научно-технического прогресса принадлежит электрификации – широкому внедрению электрической энергии в народное хозяйство и быт, и сегодня нет такой области техники, где в том или ином виде не использовалась бы электрическая энергия. Она может передаваться на огромнейшие расстояния с большим КПД, легко трансформироваться и превращаться в другие виды энергии – тепловую, механическую, химическую и др. В наши дни знание основ электротехники необходимо любому инженеру – будь он металлург или строитель, теплоэнергетик или создатель автоматических устройств.