Борис Якоби - Полина Ломакина

28 августа 1837 года началась новая глава в жизни Морица Якоби. Ученый вместе с семьей переехал в Санкт-Петербург и начал свою работу в академии наук. Его связи с Дерптом становились все слабее, а 24 июня 1840-го Якоби был освобожден от должности экстраординарного профессора гражданской архитектуры при Дерптском университете. Научные исследования наконец стали не мечтой, а действительностью для Морица.

Деятельность в Петербургской академии наук. Развитие гальванопластики

«Гальванопластика исключительно принадлежит России; здесь она получила свое начало и свое образование».

«Я не чувствую себя в Петербурге чужим, я нахожусь даже в какой-то степени как бы дома, так как, во-первых, по своему облику Петербург и Берлин имеют много общего, а во-вторых, я получаю внутреннее удовлетворение от здешнего великолепного окружения», – так описывал свои впечатления от переезда Борис Семёнович своему брату Карлу. Помимо невероятной красоты архитектуры, окружавшей ученого теперь, радовали его и новые знакомства, например с Е. И. Парротом и Э. Х. Ленцом – первым заведующим физической лабораторией академии наук и его последователем. Говоря о своих коллегах, Якоби не мог сдержать восторга, в очередном письме к брату он пишет: «Ты видишь, что здесь не так плохо, как стараются обрисовать эти иностранные газеты. Эти статьи содержат частью искаженные, частью совершенно неверные факты и изобилуют самой подлой ложью. Они исходят частью от тех, которые поддерживают устаревшие и вместе с тем в высшей степени гибельные воззрения остзейских провинций, частью от тех, которые не имеют ни способности, ни стремлений к научной деятельности, а, наоборот, охотно хотели бы блистать административными должностями… Мне было бы жаль, если бы вы беспокоились, как бы меня не посадили на кол; уверяю вас, что я здесь чувствую себя очень хорошо. Но предостерегаю вас одновременно: остерегайтесь, как бы русские также и в научном отношении не превзошли вас, и ни в коем случае не думайте, что вы можете почивать на ваших немецких лаврах и что они не будут у вас отняты. Здесь имеются необычайно сильные элементы и имеет место разносторонняя деятельность».

Э. Х. Ленц станет верным другом и соратником Бориса Семёновича. Как говорилось ранее, прежде чем познакомиться лично, ученые вели переписку в течение нескольких лет. По прибытии же Якоби в Петербург Ленц обрадовался возможности провести совместными усилиями некоторые опыты. Однако Борис Семёнович был связан обещанием сократить теоретические исследования в пользу практических. Ученого это не остановило: 22 октября 1837 года Якоби провел сравнительное испытание старой модели электродвигателя и двух новых, получил разрешение комиссии на изготовление двигателя больших размеров и мощности (способного приводить в движение лодку) и, наконец, смог посвятить себя исследованиям электромагнитов совместно с Ленцом. Результаты этих исследований были доложены учеными 6 июля 1838 года комиссии. А 13 сентября впервые в истории в плавание отправилось судно, движимое электрической энергией. Скорость движения лодки составляла всего 0,7 м/с, но впечатление, которое произвело испытание на очевидцев, было невероятным. Несмотря на это, комиссия вывела и множество недостатков конструкции: прежде всего беспокоило то обстоятельство, что против ожиданий одна из наиболее мощных батарей позволила развить мощность всего в четверть лошадиной силы.

26 ноября 1838 года состоялось заседание комиссии, подведение итогов многодневных испытаний, на котором были сформулированы результаты достигнутого:

«Обозревая все доныне совершенные труды комиссии, можно подвести их под следующие три главы статьи:

1) Комиссия разрешила главный заданный ей вопрос касательно возможности употребления электромагнетизма как двигательной силы тем, что при неблагоприятных в прочем обстоятельствах удалось привести в движение этой силой довольно значительной величины восьмивесельный бот.

2) Ученые труды комиссии привели к таким важным и решительным выводам, которые не только могут быть положены в основание будущих практических работ, но и подвинули существенно прежние наши познания о магнетизме и электричестве, расширив, устроив и утвердив умозрение (касательно) сих сил природы.

3) Употребляемые комиссией и вновь придуманные по этому случаю гальванические батареи особого устройства, соединяя в себе дотоле не достигнутые в этих приборах свойства, а именно большую силу и постоянство действия, и дешевизну содержания, представили науке и промышленности новое орудие, годное для многоразличных технических целей и ученых исследований».

А в годовом отчете комиссии мы читаем: «Хотя главное внимание комиссии и было устремлено на практическую сторону открытия, но она, как уже следует из утвержденного состава ее, должна была иметь в предмете и ученую сторону, тем более что действовала на почве, вовсе не возделанной до того времени. Этою-то ученою стороною предмета, которая и должна послужить впредь основанием всякому практическому приспособлению нового движителя, занимались со взаимной ревностью г. профессор Якоби и г. академик Ленц, и комиссия поставляет себе в удовольствие засвидетельствовать, что исследования их более и существеннее послужили к объяснению количественных отношений электромагнетизма, нежели другие какие-либо опыты новейшего времени».

Несмотря на двойственность результатов работы Якоби над электромагнитным двигателем, правительство продолжало финансирование его работы, особенно после шумихи, которую навел С. А. Бурачек, корабельный инженер, вокруг изобретения, заявив, что в ближайшее время по Неве поплывут флотилии электроходов.

Борис Семёнович в это время старался упростить манипуляцию батареей и удешевить ее эксплуатацию – уменьшить батарею в размерах больше не представлялось возможным. Начались опыты в области химии совместно с Г. И. Гессом, известным термохимиком. Однако результат оказался крайне неожиданным: Якоби ждало открытие, благодаря которому он навсегда войдет в историю физики, – гальванопластика, некоторые явления которой он уже наблюдал ранее.

Проводя опыты с гальваническими элементами (химическими источниками электрического тока), ученый следил за процессом наращивания медного слоя на электроде и пришел к выводу, что существует практическая возможность осуществления технологии гальванического способа получения металлических копий. В описании разработанного им метода, которое Якоби составил для академии наук, ученый писал: «Я не сомневаюсь, что если бы заняться этим делом, было бы возможно производить по этому способу рельефные медные доски для тиснения, подобно тому, как печатают гравюры на дереве; тут была бы еще и та выгода, что самые штемпельные доски возможно воспроизводить в неограниченном количестве, для чего потребовалась бы только одна гравированная модель». 4 октября 1838 года – в этот день Борис Семёнович впервые официально заявил о своем изобретении и именно эту дату считают днем рождения гальванопластики. Чуть позже Якоби дополнил свои исследования технологией снятия гальванических копий с предметов, изготовленных из любого непроводящего ток материала благодаря покрытию их медным порошком или графитом.

Открытие Бориса Семёновича было оценено по достоинству, его имя стало известным в ученых кругах, а академики П. Н. Фусс, М. В. Остроградский и Э. Х. Ленц даже выдвинули его кандидатуру в члены-корреспонденты Петербургской академии наук. 21 декабря 1838 года произошло избрание и Якоби официально стал членом академии, а не просто частным лицом.

Теоретические исследования, начатые совместно с Ленцом, продолжались. Ученые работали над выяснением условий, от которых зависела сила электромагнита. Началось и новое сотрудничество: 21 июня 1839 года Якоби написал письмо к М. Фарадею, в котором подробно изложил результаты своих научных исследований и приложил пластинку, полученную им способом гальванопластики. В нем сообщалось, что гальваническая батарея, ранее служившая только для лабораторных целей, – это новый практически удобный источник энергии. Фарадей же отправил полученное письмо в Philosophical Magazine, где оно было напечатано под названием «О способе производства копий с награвированных пластинок при помощи электролиза, о применении электромагнетизма в качестве движущей силы в навигации и об электромагнитных токах». Вот что писал Якоби:

«Несколько времени тому назад, работая над электромагнитными явлениями, я нашел благодаря счастливому случаю, что при помощи вольтаического действия можно получить рельефную копию с награвированной медной пластины и что с полученной рельефной копии можно получить новую обратную копию тем же самым процессом. При помощи этого вольтаического способа можно воспроизвести самые деликатные и даже микроскопические штрихи, и полученные копии настолько идентичны с оригиналом, что самое тщательное рассмотрение не может обнаружить никакой разницы. Я посылаю вам отдельным пакетом два образца таких пластин, которые, я надеюсь, вы примете благосклонно. Рельефная пластина является копией оригинала, награвированного при помощи резца; вторая пластина представляет собою копию рельефной пластины и, следовательно, вполне идентична с оригиналом». «Благодаря этому способу все деликатные штрихи, которые являются главным достоинством и красотой таких произведений и которые обычно пропадают при отливке, могут быть сохранены; отливка же не в состоянии передать все детали в их чистоте. Художники будут чрезвычайно благодарны гальванизму, который открыл перед ними новую дорогу».