1898 год, США. Один там учёный презентовал там лодку, управляемую дистанционно — с пульта. Во время демонстрации он показывал, как лодка может двигаться и менять курс. Для публики того времени это выглядело колдунством. Многие не могли поверить, что перед ними — результат научной мысли, а не трюк.
Этим учёным был Никола Тесла.
«Я пошёл в науку только ради этого», Н. Тесла
Тот же 1898 год, Россия. Другой учёный на публичной лекции показал, как с помощью радиосигналов можно дистанционно зажечь свет на модели маяка, привести в движение железнодорожный семафор (тоже модель) и затопить лодку (и тут — модель).
А этим учёным был Альберт Эйнштейн Николай Пильчиков.
В общем, с разницей в пару месяцев они разработали радиоуправление.
Сделаем шаг назад
В 1895 году физик Александр Попов на заседании Русского физико-химического общества продемонстрировал прибор, предназначенный для регистрации электрических колебаний в атмосфере. Он реагировал на разряды тока, создаваемые электрофорной машиной, или индукционной катушкой. Позже Попов адаптировал его для фиксации природных электрических разрядов — молний.
Этим прибором был грозоотметчик.
Николай Пильчиков вдохновился изобретением Попова и начал активно исследовать возможности радиосвязи. В марте 1898 года он представил протектор, способный фильтровать радиосигналы, выделяя только нужные и защищая оборудование от помех. В его системе использовался телеграфный аппарат, работавший с двумя перьями, что позволяло точно фиксировать сообщения и минимизировать искажения. Кроме того, устройство обеспечивало конфиденциальность: сообщения могли быть получены только адресатом без риска перехвата.
Ну и чтобы всё было совсем красиво и секьюрно, Пильчиков разработал свою систему кодирования вместо скучной азбуки Морзе.
Протекторов было несколько, они конструктивно отличались в зависимости от конкретных задач.
Про своё изобретение он решил рассказать Военно-морскому министерству, потому что штука же была потенциально интересной. Министерство три года его динамило, но затем всё же выдало некоторое количество денег и прочих ресурсов на всякие исследования и эксперименты. В итоге он, например, значительно увеличил дальность радиопередачи (до 60 морских миль).
Ещё шаг назад — рентгенография
1895 год, Германия. Один там учёный открыл X-лучи, которые проходят через ткани человека, а через кости и металлические предметы — нет.
Этим учёным был Вильгельм Рентген.
Одним из первых отечественных исследователей X-лучей стал Пильчиков. В своих ранних опытах он использовал фокус-трубку, которая позволяла получать более мощные рентгеновские лучи, нежели трубка Крукса.
«Да нормальная у меня трубка», В. Крукс
Пильчиков модифицировал трубку Ивана Пулюя, добавив в неё вогнутый анод. Пулюй, в свою очередь, изобрёл эту трубку задолго до работ Рентгена и вообще для других целей: она использовалась для изучения газового разряда (но рентгеновские снимки он тоже потом начал делать). Конструкция Пильчикова включала в себя слюдяную пластинку, покрытую сернистым цинком, что значительно увеличило мощность рентгеновского излучения и сократило время экспозиции.
«Посмотрите, какая у меня свинья», И. Пулюй
Одним из важнейших результатов опытов Пильчикова было доказательство того, что рентгеновские лучи не отклоняются ни электростатическими, ни магнитными полями. В частности, он провёл такой опыт: завернул фотографическую пластинку в чёрную непрозрачную бумагу, положил на неё две медные проволоки, изолированные стеклом, и частично накрыл их толстым медным листом. Поток рентгеновских лучей воздействовал на открытую часть пластинки. Затем он подключил проволоки к электрофорной машине, сдвинул медный лист, открыв другую часть пластинки, и снова направил на неё лучи. После проявления оказалось, что заряженные проволоки никак не повлияли на изображение: обе части выглядели одинаково.
Это открытие подтвердило, что рентгеновские лучи не являются потоками заряженных частиц, как считалось ранее, а представляют собой поперечные колебания эфира (сейчас эта концепция считается устаревшей) с чрезвычайно короткими волнами.
В 1896 году он создал свои первые рентгенограммы, на которых были изображены, в частности, жаба, рак и рыба.
Практически иллюстрация к басням Крылова.
Рентгенограммы в медицинских целях он тоже, конечно же, делал.
И опять шаг назад — поляризация света
С 1809 года, когда Франсуа Араго открыл поляризацию света, рассеиваемого атмосферой, началось подробное изучение этого явления. Кроме того, мировое научное сообщество задавалось вопросом: «Почему небо голубое?»
Попытки объяснить всё это долго не приносили результатов.
Эксперименты Джона Тиндаля, Вильгельма Безольда и Эрнста Брюкке предоставили основные данные для теории Рэлея. Джон Рэлей предположил, что голубой цвет неба связан с рассеянием солнечного света мелкими частицами в атмосфере. Среди альтернативных версий была, например, флуоресценция, вызванная поглощением ультрафиолетовых лучей атмосферой.
Пильчиков, со своей стороны, тоже внёс вклад в решение этой загадки. Он провёл эксперименты с поляризацией света, используя светофильтры, и подтвердил, что Рэлей прав. В смысле что голубой свет более поляризован в точках максимальной поляризации.
Кроме того, Пильчиков изучал влияние времени года и погодных условий на поляризацию. Он обнаружил, что с увеличением мутности атмосферы общая поляризация снижается, причём синий свет теряется быстрее, чем красный. Позже эти выводы подтвердились в исследованиях других учёных.
Также Пильчиков исследовал поляризацию лунного света и доказал, что степень поляризации меняется от полнолуния к новолунию. Во время полного солнечного затмения он заметил, что поляризация света исчезает в момент максимального перекрытия солнечного диска.
Осталась пара шагов — работы по электрохимии
С 1887 года Пильчиков активно исследовал физические и химические процессы, происходящие при электролизе. Он сосредоточился на его начальных стадиях, влиянии поверхности электродов на выделение металлов и электрокапиллярных явлениях. И одним из первых использовал сочетание оптических и гальванометрических методов для изучения всего этого.
Собственно, Пильчиков разработал метод фотогальванографии, который основывается на электролизе. Он проецировал изображение на катод во время процесса гальванирования, что способствовало более быстрому нарастанию металла в освещённых областях, создавая рельефные изображения. Этот метод основан на внутреннем фотоэффекте: световой сигнал преобразуется в электрический, который управляет химическими процессами, создавая чёткие рельефные изображения на металлических пластинах.
Начало — Курская магнитная аномалия
1773 год, академик Пётр Иноходцев исследует центр европейской части России. В районе, который позже назовут Курской магнитной аномалией, стрелка компаса ведёт себя странно, отклоняясь от обычного направления. «Ишь ты, поди ж ты!» — подумал Иноходцев.
В 1874-м географ Иван Смирнов, выполняя первую геомагнитную съёмку всё там же, столкнулся с теми же странностями в поведении магнитной стрелки. «Удивительно, — подумал Смирнов. — Но что ж поделать!»
В 1883 году Русское географическое общество организовало экспедицию, в составе которой был Пильчиков. Он одним из первых предположил, что компас чудит из-за залежей железной руды. За два года Пильчиков провёл 71 серию наблюдений и открыл два новых месторождения — в районах Марьино и Прохоровка.
За это он получил почётную медаль Русского географического общества.
Не железную — серебряную.
Он продолжал своё исследование Курской магнитной аномалии, участвовал с докладами в научных съездах, разрабатывал новые приборы, которые значительно продвигали экспериментальную физику. Рекомендовал проводить глубокое бурение, чтобы определить, как температура и давление влияют на горные породы и рудные залежи. В 1888 году он успешно защитил магистерскую диссертацию «Материалы к вопросу о местных аномалиях земного магнетизма», в которой собрал, систематизировал и проанализировал уже имевшиеся сведения о геомагнитизме, а также описал собственные исследования и их результаты.
И, вероятно, ему не пришлось особо думать, как обосновать научную новизну своей работы.
Пильчиков и научные интересы
«Хочу всё знать», Н. Пильчиков
Интересы Пильчикова выходили далеко за рамки географии, оптики, радиотехники, метеорологии и рентгенологии.
Он исследовал конвекцию газов при различном давлении. Создал несколько уникальных приборов: рефрактометр для жидкостей, устройство для измерения магнитного давления, однониточный сейсмограф. Разработал конструкцию стратостата для изучения верхних слоёв атмосферы, который мог бы подниматься на 20–30 километров над землёй, — значительно выше восьми-девяти километров, которые в то время были пределом. Ещё одним проектом был высотный скафандр для пилота, состоявший из двух герметично соединённых частей с обзорными окошками.
Пильчиков активно участвовал в международной научной жизни, а его разработки высоко ценились за пределами России. В альма-матер — Харьковском университете — он основал метеорологическую лабораторию, которая продолжает работать и более века спустя.
Тёплый ламповый кабинет физики
Он читал лекции о передовых открытиях, поддерживал развитие образования, в том числе участвовал в создании Высших женских курсов, выпускал журнал «Метеорологический вестник».
В общем, Пильчиков был учёным, который успевал всё: и разрабатывать теории, и проводить эксперименты, и популяризировать науку. Да, он гораздо менее известен, чем Тесла, и на слуху в основном среди научно-академического комьюнити. Да, он не изменил мир, но сделал его немного понятнее.
А это уже немало.
