У нас был свой Тесла с семафорами и рентгеном

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 ^[1]», Н. Тесла

Тот же 1898 год, Россия. Другой учёный на публичной лекции показал ^[2], 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.

Источник ^[3]

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 ^[4].

Источник ^[4]

Николай Пильчиков вдохновился изобретением Попова и начал активно исследовать возможности радиосвязи. В марте 1898 года он представил протектор ^[2], 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) ^[3].

И получил за это респект ^[3]

Ещё шаг назад — рентгенография

1895 год, Германия. Один там учёный открыл X-лучи ^[5], которые проходят через ткани человека, а через кости и металлические предметы — нет.

Этим учёным был Вильгельм Рентген.

Одним из первых ^[6] 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 ^[7]», В. Крукс

Пильчиков модифицировал трубку Ивана Пулюя ^[8], добавив ^[9] 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 ^[8]», 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 ^[2] 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.

Источник ^[3]

Рентгенограммы в медицинских целях он тоже, конечно же, делал.

И опять шаг назад — поляризация света

С 1809 года, когда Франсуа Араго ^[10] 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 ^[11], Вильгельма Безольда и Эрнста Брюкке ^[12] предоставили основные данные для теории Рэлея. Джон Рэлей предположил ^[13], 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 ^[2] 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 ^[2], 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 ^[14] 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 ^[2] 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.

Примерно такую ^[3]

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 ^[15]», 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.

Рисунок из статьи Пильчикова ^[16]

Пильчиков и научные интересы

«Хочу всё знать ^[17]», Н. Пильчиков

Интересы Пильчикова выходили далеко за рамки географии, оптики, радиотехники, метеорологии и рентгенологии.

Он исследовал конвекцию ^[18] газов при различном давлении. Создал несколько уникальных приборов: рефрактометр ^[19] 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 ^[2] 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.