Электрическая вселенная. Невероятная, но подлинная история электричества - Дэвид Боданис

В ходе 1930-х командование немецких танковых войск начало эксперименты по управлению крупными наземными и воздушными соединениями, которые предстояло использовать для покорения соседних стран, по радио. Исследователи других стран приступили к изучению иного вопроса: не является ли скрытая в радиоволнах мощь достаточной для того, чтобы удерживать боевые машины врага на расстоянии? Особенно интересовалось этим британское правительство. Королевский военно-морской флот долгое время защищал страну с моря. Нельзя ли с помощью радиоволн защитить ее и с воздуха?

-

От А. П. Роу, секретаря Комитета сил противовоздушной обороны по вопросам науки, ректору Импириал-Колледжа, члену Королевского ОБЩЕСТВА Г. Т. ТИЗАРДУ, 4 ФЕВРАЛЯ 1935:

Дорогой мистер Тизард!

К настоящему прилагается копия составленного мистером Уотсоном Уаттом секретного меморандума о возможности использования электромагнитного излучения для воздушной обороны…

Берег Суффолка, 1939, и Брюневаль, Франция, 1942

За годы, прошедшие после создания радио, идея радара приходила в голову далеко не одному радиотехнику, однако заставить свое начальство поверить в нее никому из них не удавалось. К примеру, в сентябре 1922 года Альберт Тейлор и Лео Янг, служившие в военно-морском флоте США, попытались послать через реку Потомак простой радиосигнал, но столкнулись со странными помехами. Приглядевшись к реке, они увидели, что по ней проплывает пароход. Однако средств, необходимых для исследования этого эффекта, им получить не удалось — их просто высмеяли: каким это образом громоздкий пароход может воздействовать на нечто столь призрачное и невесомое, как радиоволны? О подобных же явлениях сообщалось из России, Франции и большинства других стран, где широко использовалось радио, однако реакция на эти сообщения почти всегда была аналогичной.

К тому же и радиотехники были, как правило, людьми тихими и не напористыми. Впрочем, на счастье Британии, да, собственно, и всего цивилизованного мира, по крайней мере один специалист в области радио обладал качествами совершенно противоположными. Его звали Роберт Уотсон Уатт, и в 1935 году он работал в принадлежавшей Национальной физической лаборатории прескучнейшей, занимавшейся атмосферными исследованиями станции, которая находилась неподалеку от не менее скучного английского города Слау. Уж на что поэт Джон Бетджемен любил юг Англии, а и он, познакомившись со Слау, написал известное:

Прямой потомок усовершенствовавшего паровую машину Джеймса Уатта, Уотсон Уатт некогда был в Шотландии многообещающим студентом, но с тех пор карьера его как-то не задалась. Брак Уотсона Уатта тоже давно свелся к скучной рутине («В те немногие часы, которые не отнимали у меня работа и сон, я был… супругом вялым и скучноватым»), да и все остальное было примерно на том же уровне («Росту во мне метр девяносто, человек недобрый назвал бы меня пузатым, человек подобрее — упитанным; я что-то вроде метеоролога… проведшего тридцать лет на государственной службе»).

Последнее-то и составляло проблему. Будучи потомком человека столь прославленного, Уотсон Уатт вовсе не желал закончить свой век как служащий средних лет, обладающий средним доходом и не обладающий даже средненькой известностью, да еще и застрявший где-то на периферии государственного научного учреждения, во многих милях от Лондона.

И вот в январе 1935 года на него словно с неба, а точнее сказать, из министерства военно-воздушных сил — что даже лучше — свалился запрос. Работавший в министерстве знакомый интересовался, имеется ли хотя бы доля истины в слухах о том, что можно создать радиопередатчик, способный посылать на летящий самолет ужасные «лучи смерти». Ответить на сам вопрос труда не составляло — нет, не имеется, поскольку радиоволны слишком слабы, чтобы причинить какой-либо ущерб массивному самолету. Однако Уотсону Уатту вовсе не хотелось, чтобы таким ответом все и закончилось.

Он понимал, что, как только ответ будет послан, ненадолго открывшаяся перед ним дверь в лондонское министерство тут же закроется; он так и останется торчать в Слау и, может быть, завязнет здесь навсегда. Если же он попробует развить эту идею, вытянуть из нее что-нибудь получше, чем она сама, тогда — как знать? — его могут начать регулярно вызывать в Лондон. Он получит возможность ездить в столицу за счет правительства, скромным образом присутствовать на совещаниях, встречаться с высокопоставленными людьми, а там и продвинуться по службе.

То, что в итоге проистекло из реакции Уотсона Уатта на случайный, по сути дела, запрос — сверхсекретные миссии в Вашингтон, личные совещания с Черчиллем, пожалованное королевой рыцарское звание и выделенные победившей страной огромные средства, — лежало далеко за пределами его воображения. И все же в тот момент, в январе 1935-го, он действительно нашел нечто способное заинтересовать министерство военно-воздушных сил, однако и эта находка составляла своего рода проблему. Уотсон Уатт был человеком очень гордым, но в то же время и довольно честным с самим собой. Сознавая, что метеоролог он хороший, Уатт не без грусти оценивал себя как «второразрядного физика» и «шестиразрядного математика».

Впрочем, у него был друг и коллега Арнольд Уилкинс, который проработал в Слау еще не настолько долго, чтобы записать себя в люди второго разряда. Уилкинс с удовольствием провел расчеты, показывающие, что может случиться, если послать радиоволны в направлении приближающегося самолета. Невидимые волны, в которые верили Фарадей, Максвелл и Герц, — те подобные волшебному ковру вибрации силового поля — не несут, разумеется, энергию, достаточную для того, чтобы расплавить самолет или изувечить пилота. Но, может, они способны на что-то еще?

Обдумав этот вопрос, Уилкинс сообразил, что они позволят использовать вражеский самолет против него же самого! Физик по образованию, Уилкинс знал нечто важное о металлах и в особенности о том, что происходит внутри металла, из которого состоит корпус самолета. Уотсон Уатт тоже знал это, но он был не силен в расчетах, и потому их совместную работу возглавил Уилкинс.

Во времена Фарадея и Уильяма Томсона лишь немногим теоретикам приходило в голову, что невидимые волны способны воздействовать на обычные твердые субстанции и порождать в них некое движение. Да оно было и понятно, ибо в отсутствие отдельных заряженных частиц — когда все они собраны в сбалансированные группы и упрятаны внутрь атомов, как и обстоит дело в окружающих нас обычных предметах, — электрическим и магнитным силам просто не за что зацепиться. (Тяготение же, напротив, не имеет противоположности, способной нейтрализовать его, отчего и остается неизменно заметным.)

Однако ко времени, когда началась совместная работа Уилкинса и Уотсона Уатта, стало уже ясно, как могут возникать электрические эффекты. В 1930-х атом привычно рассматривался как миниатюрная Солнечная система, в центре которой находилось подобное нашему Солнцу большое тяжелое ядро. А вокруг него вращались по далеким орбитам подобные планетам отдельные электроны. Радиоволны же суть колебания протяженного электрического и магнитного полей, так что, когда такая волна пронизывает отдельный атом, она пытается оторвать от него эти электроны.