ЭДИСОН: ЕГО ЖИЗНЬ И ИЗОБРЕТЕНИЯ
Франк Льюис Дайер
Главный юрисконсульт Лаборатории Эдисона и связанных с ней предприятий
И
Томас Коммерфорд Мартин
Бывший президент Американского института инженеров-электриков
CONTENTS
ЭДИСОН: ЕГО ЖИЗНЬ И ИЗОБРЕТЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I ГЛАВА II ГЛАВА III ГЛАВА IV ГЛАВА V ГЛАВА VI ГЛАВА VII ГЛАВА VIII ГЛАВА IX ГЛАВА X ГЛАВА XI ГЛАВА XII ГЛАВА XIII ГЛАВА XIV ГЛАВА XV ГЛАВА XVI ГЛАВА XVII ГЛАВА XVIII ГЛАВА XIX ГЛАВА XX ГЛАВА XXI ГЛАВА XXII ГЛАВА XXIII ГЛАВА XXIV ГЛАВА XXV ГЛАВА XXVI ГЛАВА XXVII ГЛАВА XXVIII ГЛАВА XXIX
ВВЕДЕНИЕ К ПРИЛОЖЕНИЮ
ПРИЛОЖЕНИЕ
I. ТИКЕР
II. КВАДРУПЛЕКС И ФОНОПЛЕКС
III. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ТЕЛЕГРАФИЯ
IV. БЕСПРОВОДНАЯ ТЕЛЕГРАФИЯ
V. МОТОГРАФ
VI. ТЕЛЕФОН
VII. ТАЗИМЕТР ЭДИСОНА
VIII. ФОНОГРАФ ЭДИСОНА
X. РАБОТА ЭДИСОНА С ДИНАМО-МАШИНАМИ
XI. ФИДЕРНАЯ СИСТЕМА ЭДИСОНА
XII. ТРЕХПРОВОДНАЯ СИСТЕМА
XIII. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА ЭДИСОНА
XIV. ТЕЛЕГРАФИЯ НА ПОЕЗДАХ
XV. КИНЕТОГРАФ И ПРОЕКЦИОННЫЙ КИНЕТОСКОП
XVI. ИЗОБРЕТЕНИЯ ЭДИСОНА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ РУДЫ
XVII. ДЛИННАЯ ЦЕМЕНТНАЯ ПЕЧЬ
XVIII. НОВЫЙ АККУМУЛЯТОР ЭДИСОНА
XIX. ДОМ ИЗ ЗАЛИВНОГО ЦЕМЕНТА ПО КОНСТРУКЦИИ ЭДИСОНА
СПИСОК ПАТЕНТОВ СОЕДИНЕННЫХ ШТАТОВ
ЗАРУБЕЖНЫЕ ПАТЕНТЫ
ВВЕДЕНИЕ
До сих пор миру не было представлено полной, достоверной и авторизованной летописи деятельности мистера Эдисона на протяжении его долгой и активной жизни. Судя по законам наследственности, эта жизнь еще очень далека от завершения, и пока она продолжается, будут появляться новые достижения.
Настойчиво выражаемое публикой желание получить окончательную биографию Эдисона послужило причиной появления следующих страниц. Настоящие авторы считают себя счастливыми благодаря оказанному им доверию и постоянной помощи, которую они получали от мистера Эдисона во время работы над этой книгой, значительная часть которой принадлежит исключительно ему. Однако такое сотрудничество никоим образом не снимает с авторов ответственности за любые их собственные взгляды или утверждения, содержащиеся в книге. Они осознавали крайне неохотное отношение мистера Эдисона к тому, чтобы становиться предметом какой-либо биографии вообще; в то же время он считал, что если ее и нужно написать, то лучше всего это сделают друзья и давние соратники, чьему суждению и осмотрительности он мог доверять, а их глубокое знание фактов уберегло бы его от искажений.
Авторы книги глубоко осознают тот факт, что охваченный в ней необычайный период развития электротехники был богат великими людьми. Они упомянули некоторых из них, но у них не было цели перечислять различные достижения или приписывать исключительные заслуги. Данное повествование посвящено одному человеку, которого его сограждане сочли во многих отношении типичным представителем американца в его наивысшем расцвете на поприще изобретательства в девятнадцатом веке.
На этих страницах ставится задача познакомить читателя с Эдисоном лицом к лицу; бросить взгляд на его интересное детство и юность, отмеченные способностью претворять замыслы в жизнь и неутолимой жаждой знаний; а затем последовать за ним в грандиозный сорокалетний созидательный период, в течение которого он совершил столь многое. Книга показывает его глубоко погруженным в работу, к которой у него всегда была невероятная склонность, раскрывает проявление его непревзойденного изобретательского таланта, острых аналитических способностей, цепкой памяти и неисчерпаемости ресурсов; сопровождает его в череде бесчисленных экспериментов, проводимых методично и проникающих, подобно лучам прожектора, во все области науки и природы, и наконец являет его триумфально выходящим из бесчисленных трудностей и приносящим с собой в новые отрасли промышленности плоды победоносной борьбы.
Эти тома задумывались скорее как биография, а не как история электричества, однако им пришлось охватить столь обширный общий материал при определении связей и вклада Эдисона в электротехнические искусства, что они служат отражением картины всего развития, осуществленного за последние пятьдесят лет — самые плодотворные из всех, что знала история электричества. Были приложены усилия, чтобы избегать технического жаргона и заумных фраз, но некоторая доля объяснений в отношении каждой группы изобретений оказалась абсолютно необходимой. Задача авторов во многом заключалась в справедливом суммировании методов и процессов, применявшихся Эдисоном; некоторое представление о трудностях, с которыми они при этом столкнулись, можно составить по тому факту, что одна короткая глава — например, об измельчении руды — охватывает девять лет наиболее интенсивного применения и активности со стороны изобретателя. Это все равно что пытаться продемонстрировать геологические эры Земли на слайде для проектора, пытаясь уместить сложнейшую серию напряженных экспериментов и огромное разнообразие изобретательных аппаратов в рамки нескольких сотен слов.
Значительная часть этого повествования изложена языком самого мистера Эдисона на основе устных или письменных заявлений, сделанных в ответ на вопросы, которые задавались ему с целью обеспечения точности. Другая большая часть основана на личных материалах многих преданных соратников; и здесь авторы выражают искреннюю благодарность таким соавторам, как мисс. Сэмюэл Инсулл, Э. Х. Джонсон, Ф. Р. Аптон, Р. Н. Дайер, С. Б. Итон, Фрэнсис Йель, В. С. Эндрюс, В. Дж. Дженкс, В. Дж. Хаммер, Ф. Дж. Спраг, В. С. Мэллори, К. Л. Кларк и другие, без помощи которых издание этой книги поистине было бы невозможно. В частности, авторы хотят выразить признательность мистеру В. Х. Медоукрофту не только за существенную помощь в литературной части работы, но и за неутотимые усилия по группировке, классификации и обобщению безграничного материала, содержащегося в записных книжках Эдисона и памятных вещах всех видов, которые ныне хранятся в лаборатории в Орандже. Также следует выразить признательность за любезность и помощь миссис Эдисон и особенно за предоставление множества интересных и редких фотографий из ее частной коллекции.
ЭДИСОН: ЕГО ЖИЗНЬ И ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГЛАВА I
ВЕК ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
1847 год ознаменовался периодом крупных территориальных приобретений американского народа, принесших неисчислимые приращения к его реальному и потенциальному богатству. Благодаря разумному компромиссу с Англией в споре из-за региона Орегон президент Полк приобрел в течение 1846 года для беспрепятственного заселения триста тысяч квадратных миль лесов, плодородных земель и рыболовных угодий, включая всю прекрасную долину Колумбии. Наша активная «тихоокеанская политика» берет начало с того часа. В стремительной и непрерывной последовательности грянула мелодраматическая Мексиканская война, и в феврале 1848 года по договору к Соединенным Штатам отошла еще одна огромная территория к югу от Орегона и к западу от Скалистых гор. Таким образом, примерно за полтора года в национальный домен для быстрого освоения и эксплуатации был вкраплен регион, равный по площади всему Союзу тринадцати штатов к моменту окончания Войны за независимость. Более того, в его границах оказались все великие американские золотые прииски, находившиеся как раз на пороге открытия, ибо Маршалл обнаружил сверкающие частицы в отводном канале мельницы у подножия Сьерра-Невады за девять дней до того, как Мексика подписала отказ от своих прав на Калифорнию и на всю туманную, удаленную глушь, обращенную к берегам Катая.
Столь же эпохальными были времена в Европе, где попытки обеспечить возможности для экспансии, а также большую свободу для отдельной личности приняли совершенно иную форму. Старая абсолютистская система правления стремительно разрушалась, и древние троны шатались. Красная лава глубоких революционных пожаров сочилась сквозь многочисленные раскаленные трещины в политической коре, и все социальные слои сотрясались. То, что бурные вспышки восстаний в середине пятого десятилетия потерпели неудачу и затихли, не было удивительным, ибо наслоения традиций и условностей оказались слишком толстыми. Но ретроспективный взгляд показывает, что многие реформы и политические изменения были осуществлены, хотя этот процесс и повлек за собой изгнание немалого числа пылких натур в Америку, где они стали ведущими государственными деятелями, изобретателями, журналистами и финансистами. В том же 1847 году Россия начала свое грандиозное шествие на восток в Центральную Азию, в то время как Франция закрепляла свои первые приобретения на побережье северной Африки. В Англии свирепый жар чартистского движения с его бурной риторикой о правах человека остывался и постепенно проникал в многочисленные практические проекты социального и политического улучшения, составляющие в своей совокупности глубочайшие перемены во всех сферах национальной жизни.
В такие времена родился Томас Алва Эдисон, и его отношение к ним и к событиям прошедших шестидесяти лет составляют предмет этого повествования. Помимо личного интереса, присущего столь живописной и типично американской карьере, существует более широкий аспект, в котором труды «Франклина XIX века» затрагивают благосостояние и прогресс рода человеческого. В любое время трудно определить влияние отдельно взятого изобретения, и исследование становится еще более сложным, когда изобретения первоклассного значения следовали одно за другим в быстрой и ослепительной последовательности. Но следует признать, что в лице Эдисона мы имеем дело с центральной фигурой великой эпохи, которая стала свидетелем изобретения и внедрения в практическую жизнь телеграфа, подводного кабеля, телефона, электрического света, электрической железной дороги, электрического троллейбуса (трамвая), аккумулятора, электродвигателя, фонографа, беспроволочного телеграфа; и влияние этих открытий на дела мира не превзойдено ни в какие времена никакими другими сопоставимыми достижениями в области искусств и наук. Эти страницы посвящены доле Эдисона в великом деле последнего полувека по сокращению расстояний, передаче информации, облегчению труда, улучшению освещения, навечному сохранению человеческого голоса; и от лица изобретательского гения можно утверждать, что его благотворные результаты и дары человечеству не уступают ни одному из тех, что можно приписать государственному деятелю, воину или писателю-творцу того же периода.
Если рассматривать первую половину девятнадцатого века с точки зрения прогресса изобретений, то она прошла весьма плодотворно к моменту появления Эдисона: каждый год отмечался каким-то заметным достижением в искусстве и науках, с обещанием их скорого и обильного воплощения в коммерции и промышленности. Прошло ровно четыре десятилетия пароходства на американских водах. Железные дороги росли со скоростью почти тысяча миль в год. Газ стал привычным средством освещения в крупных городах. Ткацкие станки, инструменты и печатные прессы повсеместно освобождались от медленного человеческого труда. Были сделаны первые фотографии. Хлороформ, закись азота и эфир были поставлены на службу врачам для спасения жизней, а револьвер, пироксилин и нитроглицерин пополнили арсенал средств для истребления. Новые металлы, химикаты и элементы стали доступны в больших количествах, газы сжижались и затвердевали, а диапазон полезных температур — тепла и холода — неопределенно расширился. Шахтерам подарили безопасную лампу, строителям мостов — кессон, механикам для подшипников — антифрикционный металл. Уже было известно, как вулканизировать каучук и как оцинковывать железо. Применение машин на уборке урожая началось с зародышевых образцов жатки, а велосипед и автомобиль предстали в виде примитивных прототипов. Гигантское расширение железодетальной и сталелитейной промышленности предвосхищалось переходом с древесного топлива на уголь в плавильных печах. Швейная машина принесла с собой, подобно спичкам, одно из глубочайших влияний, изменивших домашний быт и сделавших его непохожим на весь предшествующий уклад.
Даже в 1847 году немногие из этих вещей утратили свою новизну, большинство находилось на ранних стадиях развития. Но когда мы обращаемся к электричеству, перед нами открывается девственно чистое состояние безграничного нового королевства открытий. Возможно, слова «утилизация» или «применение» подходят лучше, чем «открытие», ибо тогда, как и сейчас, неисчислимое богатство явлений, отмеченных экспериментаторами от Гилберта до Франклина и Фарадея, ожидало изобретения, которое одно могло сделать их полезными для человечества. Восемнадцатый век, проявивший острейшее любопытство и неустанную активность в этой увлекательной области исследований, в конце концов оставил не слишком богатое наследие ни в принципах, ни в приборах. Лодочник и компас; электростатическая машина; лейденская банка; природа проводников и изоляторов; тождество электричества и молнии во время грозы; использование громоотводов; физиологическое действие электрического удара — вот и все основные пункты завещания, единственными наследниками которого были философы. Многие из зафиксированных наблюдений были чреваты огромными возможностями. Но эти немногие приборы составляли тот скудный набор инструментов, с которым девятнадцатый век вступил в задачу освоения искусств и удобств, ныне составляющих столь интимную часть «ежедневного хлеба человеческой природы», что среднестатистический американец сегодня платит за свои электрические услуги больше, чем за хлеб.
С первым годом нового века появилось изобретение Вольта — химическая батарея как средство производства электричества. Известная итальянская картина изображает Вольта, демонстрирующего свой аппарат молодому завоевателю Наполеону, который тогда грабил Апеннинский полуостров, похищая сокровища древнего искусства и основывая эфемерную империю. В такой момент этот дар разоренной Италии миру стал благородным реваншем, запустив в движение неисчислимые благотворные силы и агенты. Впервые человек получил в свое распоряжение постоянный источник электричества без труда и усилий. Полезные результаты, получавшиеся ранее от тока электростатической машины, были не намного больше тех, что можно извлечь из полета ракеты. Хотя электростатический прибор все еще применяется в медицине, по степени промышленного устаревания он стоит в одном ряду с кремниевым топором и трутом. На его основе нельзя было основать ни ремесло, ни торговлю; с его помощью нельзя было ни уменьшить ежедневный труд, ни повысить ежедневный комфорт. Но маленькая батарея с ее металлическими пластинами в слабом растворе оказалась неиссякаемым резервуаром электрической энергии, безопасным и управляемым, из которого можно было черпать запасы по желанию. Дикое стало одомашненным; регулярные урожаи пришли на смену случайным сборам колосьев по зарослям и прериям; возможность электрического голода осталась позади навсегда.
Немедленно обнаружились новые процессы неоценимой ценности; были предложены новые методы. Почти все ныне используемые электрические искусства зародились в следующие двадцать пять лет, и хотя самые масштабные из них сегодня зависят от динамо-машины как источника электрической энергии, некоторые из важнейших по-прежнему сохраняют верность старому источнику. Сама батарея вскоре претерпела изменения, и появились новые типы — аккумуляторная, двухжидкостная и сухая. Различные аналогии указали затем на использование тепла, и возникла термоэлектрическая батарея, воплотившая применение пламени к месту соединения двух разных металлов. Дэви, создатель безопасной лампы, пустил поток тока через зазор между двумя угольными палочками, и вольтова дуга, предвестница электрического освещения, бросила свои яркие лучи на ослепленный мир. Разложение воды электролитическим путем было признано и положено в основу связи на расстоянии еще до появления электромагнита. Были обнаружены связи, объединяющие электричество и магнетизм в двойственном отношении и взаимодействии, а работы Фарадея в области индукции дали миру одновременно динамо-машину и электродвигатель. «Привяжи свою повозку к звезде», — говорил Эмерсон. Ко всем угольным пластам и водопадам Фарадел напрямую привязал колеса промышленности. Мало того, что теперь стало возможным преобразовывать механическую энергию в электричество дешево и в неограниченных количествах, электричество сразу же продемонстрировало свою повсеместную доступность в качестве движущей силы. Им приводились в движение лодки, перевозились вагоны и даже печатались газеты. Гальванопластика стала искусством, а телеграфия бурно развивалась по обе стороны Атлантики.
К тому времени, когда Эдисон родился в 1847 году, телеграфия, на которой ему суждено было оставить столь неизгладимый след, с трудом завоевывала признание публики. В Англии Уитстон и Кук внедрили громоздкий магнитно-игольный телеграф. В Америке в 1840 году Морз получил свой первый патент на электромагнитный телеграф, принцип которого до сих пор доминирует в этой области. Четыре года спустя памятное послание «Что сотворил Бог!» было отправлено молодой мисс Эллсворт по его линиям, и недоверчивому Вашингтону сообщили по проводу о решении демократического съезда в Балтиморе выдвинуть Полка. К 1847 году частными предприятиями были проложены линии между Вашингтоном и Нью-Йорком, поскольку правительство отказалось купить систему Морза за 100 000 долларов. Все было сырым и примитивным. Столбы находились на расстоянии двухсот футов друг от друга и едва могли удержать бельевую веревку. Тонкий голый медный провод рвался при малейшем поводе, и линия «лежала» тридцать шесть дней в течение первых шести месяцев. Маленькие стеклянные изоляторы-пуговки служили соблазнительными мишенями для невежественных любителей пострелять. Попытки изолировать линейный провод сводились к покрытию его смолой или смазыванию воском на радость всем пчелам в округе. Самым дальним западным пределом телеграфных линий в 1847 году был Питтсбург, где использовался трехжильный железный провод на квадратных стеклянных изоляторах с небольшой деревянной двускатной крышей для защиты. В том офисе, где Эндрю Карнеги работал рассыльным, магниты, применявшееся для приема сигналов с помощью мощных батарей на азотной кислоте, весили по семьдесят пять фунтов каждый. Но поначалу бизнес шел скромно, пока новое устройство, покровителями которого выступали главным образом организаторы лотерей, не доказало свою полезность. Затем последовал мощный взрыв активности. В течение двух десятилетий телеграфные линии покрыли всю обжитую страну сетью, и первая великая электротехническая отрасль добилась громкого успеха, принеся своим пионерам первый крупный урожай электрических состояний. Это была жесткая борьба за выживание, в ходе которой такой человек, как основатель Корнеллского университета, был рад позавтракать в Нью-Йорке на подобранную на Бродвее двадцатипятицентовую монету.