Джозеф Генри

К 205-летию со дня рождения и к 125-летию со дня смерти

Ян Шнейберг

Удивительные совпадения случаются в жизни людей. Юношеские годы Джозефа Генри и его первые увлечения научной литературой очень напоминают молодые годы его выдающегося современника Майкла Фарадея: ничего не зная друг о друге, будучи самоучками, жившими на разных континентах, они почти одновременно открыли явление электромагнитной индукции, что стало началом современной электротехнике и электросвязи.

Генри, как и Фарадей, родился в бедной семье скромного американского возчика (17 декабря 1797 г.) Он еще ребенком был отправлен к бабушке на ферму, где поступил в сельскую школу и одновременно подрабатывал на жизнь в качестве посыльного у местного торговца. Однажды тринадцатилетний мальчуган в погоне за убежавшим кроликом попал через подземный ход под деревенской церковью в верхнее закрытое помещение, оказавшимся библиотекой со множеством увлекательных книг. Он еще только научился читать и книги буквально заворожили его, он стал перечитывать их одну за другой (вспомним, как Фарадей, мальчиком работая в переплетной мастерской, неожиданно наткнулся на огромный том "Британской энциклопедии"). Постепенно у молодого Генри возрастал интерес к науке и культуре. К овладению обширными знаниями он пришел в результате упорного самостоятельного труда. Всего несколько лет он учился в Олбанской академии, по его собственному признанию, он был "главным образом самоучкой". Вряд ли он в те годы мог мечтать, что почти через полвека будет избран президентом Национальной академии Америки.

В 1819 г. Генри был принят в Олбанскую академию (так в то время называли средние учебные заведения повышенного типа). По бедности он был освобожден от платы за обучение. В Академии значительное внимание уделялось изучению математики и естественно-научных дисциплин. Джозеф увлекся математикой и физикой и, проучившись три года, был принят в Олбанский институт. А в 1826 г. его по конкурсу избрали преподавателем математики и физики. Во время одной из научных командировок он посетил известную в США Военную академию, где впервые увидел опыт Эрстеда, открывшего в 1819 г. отклонение магнитной стрелки протекающим по проводнику током. А в одной из мастерских Нью-Йорка он познакомился со способом изготовления подковообразных магнитов. Вряд ли он тогда мог предполагать, что позднее своими работами в области электромагнетизма он прославится не только в Америке, но и в Европе.

Вскоре Генри был избран на должность профессора математики и физики Института (называвшегося также Олбанской академией наук).

Знакомство Генри с трудами Эрстеда и Ампера вызвали у него огромный интерес к электромагнитным явлениям. С 1826 г. он начинает систематические исследования с целью постичь тайны электричества. Он стал единственным американским ученым первой половины XIX в., труды которого в этой области вошли в сокровищницу науки.

Первые свои исследования он посвятил созданию электромагнитов. Ему удалось изготовить многовитковые электромагниты, а также многокатушечные обмотки, позволяющие изменять количество и схемы подключения катушек к гальваническим батареям. Он создал уникальные электромагниты с подъемной силой до 325 кг при собственной массе магнита 10 кг. До сих пор в Смитсоновском институте в Вашингтоне хранится электромагнит Генри для Йельского колледжа с силой тяги до 100 кг. Многие электромагниты Генри использовались в промышленности, в частности для сепарации железной руды. Труды Генри в этой области получили мировое признание и высокую оценку Фарадея и Якоби.

Следующей областью применения таланта Генри стала электросвязь. Он приступил к созданию электромагнитного аппарата, способного передавать информацию с быстротой мысли. Такой аппарат он демонстрировал в большой аудитории Олбанской академии.

Генри доказал, что ток батареи "может возбуждать магнитное поле в электромагните, находящимся на растоянии, и создавать в нем механические силы… с помощью этого способа можно обеспечить передачу сигналов". Непосредственно конструированием телеграфов Генри не занимался, но известно, что он оказывал помощь одному из изобретателей телеграфа С. Морзе, который неоднократно приезжал к Генри в Принстон при создании своего аппарата. Отметим, кстати, что один из приборов, созданных Генри для передачи сигналов, был первым электрическим звонком. Дж. Генри по праву считается одним из пионеров, заложивших основы учения об электромагнитных волнах.

В 1842 г. Генри первым из физиков установил, что при искровом разряде лейденской банки (конденсатора) возникают электромагнитные колебания, которые он назвал "волнами электричества", способными на значительном расстоянии намагничивать стальные иглы. Он дал подробное описание открытых им электрических колебаний и предложил способы их возбуждения. Практически им был создан первый осциллятор. В 1847 г. выводы Генри были подтверждены Г. Гельмгольцем. Известный писатель Митчел Уилсон в своей книге "Американские ученые и изобретатели" (М., "Знание", 1963) писал, что Генри: опередил Герца, обнаружив, что "иглы, находившиеся в подвале здания, намагничиваются от электрической искры, полученной на втором этаже". Напомним, что Г. Герц (1857–1894) впервые в 1887 г. экспериментально доказал существование электромагнитных волн. Открытие Генри по достоинству было оценено только полвека спустя на заре радиотехники.

Генри сделал еще один важнейший вклад в развитие электротехники и электросвязи. В июне 1832 г. он открыл явление электромагнитной индукции, спустя девять месяцев после Фарадея, об экспериментах которого в далеком Лондоне он, естественно, ничего не знал. Много лет занимаясь изготовлением мощных электромагнитов, Генри получил "электрическую искру из электромагнита", и вскоре в одном американском научном журнале была помещена его статья "О получении электрических токов и искр из магнетизма". В отличие от Фарадея, начавшего свои опыты с "индукции электрических токов" с помощью соленоидов, Генри сразу предложил использовать электромагниты. Об открытии Фарадея он узнал только осенью 1832 г. И был огорчен, что не опубликовал свою статью раньше, но подчеркнул, что ему "удалось получить электрические эффекты способом, который отличается от способа, примененного мистером Фарадеем". Интересно отметить, что Генри во избежание каких-либо влияний батареи на гальванометр, указывавший на возникновение индукционных токов, помещал его на расстоянии 12 м от электромагнита, и, наблюдая за стрелкой гальванометра, просил своего помощника по его сигналу включать и отключать электромагнит от батареи.

В 1834–1838 гг. Генри открыл явления самоиндукции и взаимной индукции. Катушка индуктивности, созданная Генри, хранится в известном Принстонском институте, профессором которого он был с 1832 г. В 1835 г. Генри изобрел электромагнитное реле и схему батареи, пригодной для дальнего телеграфирования.

В 1836 г. он сконструировал электродвигатель с качательным движением электромагнита.

В конце жизни Генри был признан лидером американских физиков и в 1868 г. его избрали Президентом Американской академии наук. Несмотря на огромные заслуги перед наукой, Генри оставался очень скромным человеком. Он писал: "…я не домогался вознаграждения за свои труды, довольствуясь лишь радостным сознанием, что мои работы дополнили сумму человеческих знаний".

Джозеф Генри скончался 13 мая 1878 г., он похоронен на кладбище в пригороде Вашингтона. В 1883 г. перед зданием Смитсоновского института ему был установлен памятник. Его скульптура возвышается в Главном читальном зале библиотеки Конгресса. Заслуги Генри перед человечеством увековечены в 1893 г. на электротехническом конгрессе в Чикаго, где единица индуктивности была названа "генри".

Статья опубликована 02.02.2003 г.