Электричество не было изобретено — его постепенно распознавали. Молнии, искры от шерсти, удар электрического ската люди знали всегда, но не подозревали, что это одно и то же явление. Понадобились столетия, чтобы связать разрозненные наблюдения, и ещё несколько десятилетий, чтобы превратить знание в свет в окнах.
Янтарь и компас
Ещё древние греки заметили, что янтарь, натёртый шерстью, притягивает пушинки и соломинки. По-гречески янтарь — «электрон», отсюда и само слово. Отдельно был известен магнитный железняк, притягивающий железо. Долгое время оба свойства считались диковинами без объяснения.
Систематическое изучение началось около 1600 года, когда английский врач Уильям Гильберт опубликовал труд о магнитах. Он показал, что Земля сама ведёт себя как большой магнит, отделил магнитные явления от электрических и обнаружил, что электризуется не только янтарь, но и стекло, сера, смолы.
Век искр
В XVIII веке электричество стало модным занятием. Строили машины, в которых вращающийся стеклянный шар или диск накапливал заряд, и показывали публике искры. В середине столетия появилась лейденская банка — первый накопитель заряда, прообраз конденсатора. С ней опыты стали мощнее и опаснее.
Тогда же Бенджамин Франклин высказал и обосновал мысль, что молния — та же электрическая искра, только огромная, и предложил молниеотвод. В России опыты с атмосферным электричеством ставили Михаил Ломоносов и Георг Рихман; Рихман погиб во время грозы у своей установки.
Ток вместо искры
Всё изменилось на рубеже XVIII и XIX веков. Итальянский анатом Луиджи Гальвани заметил, что мышцы препарированной лягушки сокращаются при прикосновении металлов, и счёл причиной особое «животное электричество». Его соотечественник Алессандро Вольта не согласился: дело, по его мнению, было в контакте двух разных металлов. Проверяя это, он в 1800 году сложил столбик из чередующихся кружков меди и цинка с прокладками, смоченными солёной водой. Получилась первая батарея — источник не мгновенной искры, а длительного тока.
С постоянным током открытия посыпались одно за другим. В 1820 году датчанин Ханс Кристиан Эрстед увидел, что стрелка компаса отклоняется рядом с проводом, по которому идёт ток. Электричество и магнетизм оказались связаны. Андре-Мари Ампер описал эту связь математически, Георг Ом установил закон, связывающий ток, напряжение и сопротивление.
Фарадей и Максвелл
В 1831 году Майкл Фарадей обнаружил обратный эффект: меняющееся магнитное поле порождает ток в проводнике. Это открытие — основа всех генераторов и трансформаторов. Чтобы получить электричество, стало достаточно вращать проводник возле магнита, а вращать его можно паром, водой или ветром.
В 1860-х годах Джеймс Клерк Максвелл свёл накопленные знания в систему уравнений и получил из них неожиданный вывод: должны существовать электромагнитные волны, и свет — одна из них. В конце 1880-х годов Генрих Герц получил и зарегистрировал такие волны в лаборатории. Отсюда прямая дорога к радио.
Свет в домах
Вторая половина XIX века — время инженеров. Над электрическим освещением работали многие, среди них Павел Яблочков с дуговой «свечой» и Александр Лодыгин с лампой накаливания. Томас Эдисон довёл лампу до практичного, долговечного изделия и, что не менее важно, построил вокруг неё целую систему: станцию, провода, счётчики. В 1882 году его станция начала снабжать током квартал в Нью-Йорке.
Постоянный ток Эдисона плохо передавался на расстояние. Конкуренты сделали ставку на переменный ток, напряжение которого легко повышать и понижать трансформаторами. В этом споре участвовали Никола Тесла, Джордж Вестингауз, Михаил Доливо-Добровольский, разработавший трёхфазную систему. В 1891 году в Германии ток успешно передали на расстояние более ста семидесяти километров, и вопрос был решён в пользу переменного тока.
Что стоит за привычным
За простым щелчком выключателя — работа сотен людей нескольких стран и поколений. Одни из любопытства разглядывали искры и лягушачьи лапки, другие превращали найденные законы в машины. Ни у одного из них не было цели «изобрести электричество», и ни один не сделал бы этого в одиночку. История электричества — хороший довод в пользу того, что знание растёт из совместной работы и накапливается шаг за шагом.
