Мориц Герман Якоби (ставший известным в России под именем Бориса Семеновича Якоби) родился в городе Потсдаме (Германия) 21 сентября 1801 г. в состоятельной семье. Отец будущего физика, Симон Якоби, был личным банкиром короля Пруссии Фридриха Вильгельма III; мать, Рахель Якоби (Леман), была домохозяйкой.
Начальное образование Мориц получил дома и путем самообразования подготовился к вступительным экзаменам в Берлинский университет, в который был принят в 1821 году. Вскоре он перевелся в Геттингенский университет, где закончил курс по физико-математическому разряду.
По окончании университета Якоби занялся строительным делом. Основательная физико-математическая университетская подготовка предопределила его интерес к механике в том широком смысле, как она тогда понималась. Он составлял проекты и строил здания, мосты, прокладывал шоссейные дороги и имел дело с эксплуатацией паровых машин, работая в строительном департаменте Пруссии.
В 1834 году Мориц переезжает в Кёнигсберг, где в университете преподавал его младший брат Карл (Карл-Густав-Якоб Якоби (1804–1851 гг.) известен в научном мире как выдающийся математик и механик). Увлечения физикой приводят Якоби к серьёзному изобретению — первому в мире электродвигателю с непосредственным вращением рабочего вала.
Двигатель работал от гальванических батарей и на момент создания был самым совершенным электротехническим устройством. Двигатель поднимал груз массой 10-12 фунтов (4-5 кг) на высоту 1 фут (примерно 30 см) в секунду. Мощность двигателя была около 15 Вт, частота вращения ротора 80-120 оборотов в минуту. В этом же году Якоби направляет рукопись с описанием своей работы в Парижскую академию наук. Изобретение рассматривается на заседании Академии и практически сразу работа публикуется. Таким образом, о построенном в мае 1834 года в Кёнигсберге двигателе становится широко известно в декабре 1834 года.
Первыми, кто оценил по достоинству труды М.Г. Якоби, были академик В.Я. Струве и изобретатель П.Л. Шиллинг. В результате, Якоби был рекомендован Дерптскому (Юрьевскому) университету в качестве профессора. В 1835 году Мориц Герман Якоби поступил на русскую службы, вступив в должность профессора кафедры гражданской архитектуры. Перед ним открылись новые перспективы в его научной деятельности.
В 1837 году по рекомендации нескольких членов Петербургской академии наук, Якоби составляет докладную записку с предложением о практическом применении своего электродвигателя «для приведения в действие мельницы, лодки или локомотива» и подаёт её Министру народного просвещения и президенту Академии графу С.С. Уварову. Предложение Якоби было доведено до сведения Николая I, который даёт распоряжение о создании «Комиссии для производства опытов относительно приспособления электромагнитной силы к движению машин по способу профессора Якоби». Комиссию поручено возглавить вице-адмиралу И. Ф. Крузенштерну.
Комиссия незамедлительно развернула свою деятельность. 9 июля 1837 г. состоялось первое заседание Комиссии. На заседании был заслушан доклад Якоби о его электродвигателе, и члены Комиссии согласились с выдвинутыми им научными и практическими положениями, разделив его мнение о необходимости безотлагательно изыскать все средства для осуществления применения нового двигателя к «действительно полезным практическим эффектам».
На этом же заседании была утверждена смета необходимых расходов, основу которой составили расчеты представленные Якоби. На проведение работ выделяется баснословная по тем временам сумма в 50 тысяч рублей. Якоби надлежало переехать в столицу на время работ, оставаясь, впрочем, в своей должности профессора Дерптского университета. Комиссия постановила ходатайствовать перед министром просвещения об освобождении Якоби от выполнения обязанностей по своей должности на время выполнения работ в Санкт-Петербурге. С этого момента вся дальнейшая деятельность Морица Якоби оказалась связана с Академией наук. Якоби навсегда переезжает в Россию, поселяется в Петербурге на Николаевской набережной, 1, принимает российское подданство и до конца жизни считает Россию своей второй родиной.
Уже в 1838 г. Б.С. Якоби избирается членом-корреспондентом Академии наук по физико-математическому разделу. К концу 1839 г., в виду его научных и особенно научно-практических успехов, он предлагается на вакантную должность адъюнкта (первая из трех академических должностей) по части практической механики и теории машин, на которую он избирается большинством голосов.
В 1847 г. Б.С. Якоби избирается на вакантную должность ординарного академика по части технологии и прикладной химии.
В 1865 г., в связи со смертью Э.Х. Ленца, освобождается должность ординарного академика по части физики, и, по ходатайству Б.С. Якоби, он избирается на эту должность, поскольку вся его научная деятельность практически связана именно с физикой. На этой должности он оставался до конца своих дней.
Одной из первых задач для Якоби стала задача разработки стабильно работающей гальванической батареи. В ходе изысканий ему удалось до некоторой степени уменьшить отмеченный выше недостаток гальванических батарей. Именно этот опыт работы Б.С. Якоби с гальваническими батареями был востребован, когда его пригласили принять участие в работе Комитета о подводных опытах в 1839 году.
Первое испытание электрохода состоялось на Неве 13 сентября 1838 г. Бот (морская 10-весельная шлюпка, оборудованная гребными колесами по бортам, приводимыми в движение электродвигателем Якоби), в течение нескольких дней совершал проходы по Неве и каналам, как по течению, так и против него, имея на борту 12 человек. Результаты испытаний даже превзошли возлагавшиеся на них надежды. Отмечая достигнутые несомненные успехи, Комиссия указала и на имевшие место недостатки и недочеты, резко снизившие ожидаемую эффективность работы электродвигателя. Неудовлетворительная конструкция коммутатора, а также низкая изоляция проводников от гальванической батареи к электродвигателю не позволили получить от электродвигателя ожидаемой выходной мощности (Якоби рассчитывал иметь ее в 2 раза больше достигнутой).
На заседании Комиссии 18 мая 1839 г. Якоби сообщил о придуманном им нововведении, позволяющем резко увеличить мощность гальванической батареи. Он использовал вместо медных пластин в серной кислоте платиновые пластины в азотной кислоте, получив при этом увеличение мощности батареи в 18 раз.
Повторные испытания электрохода с обновленным электротехническим оборудованием начались 8 августа 1839 г. и проходили несколько дней. Испытания показали, что мощность двигателя увеличилась не вдвое, как ожидалось, а вчетверо. Благодаря усовершенствованиям, гальваническая батарея стала занимать гораздо меньше места на судне, хотя электродвигатель был все еще громоздкий. Судно (то же, что и в 1838 году) развивало ход до 4 верст в час. Все это в глазах Комиссии представлялось «прекрасным и благонадежным успехом».
Катер-электроход Якоби на Неве
Достигнутый результат превосходил аналогичные зарубежные результаты, в чем убедился сам Якоби в 1840 году, когда он поехал на всемирный съезд электротехников в Глазго. Однако при всех достоинствах новых элементов конструкции машины Якоби электроход можно было применять только для прогулок. Проведенные опыты в 1841 году показали, что увеличить мощность электрохода не удается. На четвертом году деятельности Комиссии Якоби и вслед за ним все члены Комиссия пришли к выводу, что в имеющихся условиях возложенную на Комиссию задачу выполнить невозможно. Непреодолимыми оказались экономические показатели – необычайная дороговизна электрической машины в эксплуатации. В декабре 1842 г. в своем донесении Комиссия предложила «прекратить временно действия свои впредь до открытия какого-либо нового пути, могущего вести к усовершенствованию приложения электромагнитной силы к движению судов».
Такой путь открылся только спустя полвека, когда техника освоила открытый академиком Э.Ф. Ленцем принцип обратимости электромагнитных и механических явлений и конструктивно оформила динамомашину и электродвигатель.
Работа Б.С. Якоби над гальваническими подводными минами
С переездом в Санкт-Петербург Б.С. Якоби в скором времени стал широко известным научной общественности столицы своими работами в области электротехники. В 1837 году скоропостижно скончался П.Л. Шиллинг – автор способа электрического подрыва мин. Его сподвижник по внедрению этого способа в войска генерал-адьютант К.А. Шильдер, «первый русский военный гальванер», как его называли, остался без теоретической поддержки в намеченных работах по созданию подводной электрической (гальванической) мины. Для обеспечения такой поддержки он решил привлечь компетентных в этой области специалистов. Таковыми, по мнению Шильдера, могли быть члены Комиссии по электродвигателю Якоби академик Э.Ф. Ленц, полковник Соболевский и, конечно, сам Б.С. Якоби. В учрежденный в 1839 г. по Высочайшему соизволению Комитет о подводных опытах, назначенный оценить полезность и практическую применимость изобретений К.А. Шильдера в интересах усиления обороны портов, вошли в качестве экспертов по гальванической части Соболевский и Якоби. (подробно на странице о работе «Комитета о подводных опытах» >>>>>)
Первоначальная Программа деятельности Комитета, разработанная К.А. Шильдером, предусматривала:
1.«Усовершенствование устройства подводных мин, исследование силы действия их на тела, плавающие и погруженные на дне, равно как и усовершенствование устройства гальванического снаряда.
2. Исследование употребления и действия ракет в применении их к морскому делу и преимущественно к обороне портов.
3. Изыскание удобнейшей конструкции плотов для действия с них ракетами и минами.
4. Испытание пользы употребления и действия подводной лодки и определение наилучшей ее конструкции.
5. Удостоверение о полезном содействии парохода «Отважность» при употреблении вышеизложенных средств, служащих к обороне портов, изыскав средства к усовершенствованию его конструкции и механизма».
Начало деятельности Комитета относится к ноябрю 1839 года (11 ноября состоялось первое его заседание). Но несколько раньше, 17 июля, министр народного просвещения Уваров (прямой начальник Б.С. Якоби) прислал Якоби следующее предписание: «При производстве опытов над предложенною генерал-адъютантом Шильдером системою обороны крепостей, оказалось, что способ воспламенения мин посредством гальванизма, не вполне удовлетворителен. Генерал-адъютант Шильдер донес, что имеет в виду получить от Вас улучшенный Вами гальванический снаряд для воспламенения мин для употребления при лейб-гвардии саперном батальоне. По доведении о сем до сведения Государя Императора, его Величество высочайше повелеть соизволил поручить Вам заняться устройством улучшенного Вами снаряда для воспламенения мин на следующих основаниях:
1. Устроить для лейб-гвардии саперного батальона образцовый гальванический снаряд по улучшенному способу, могущий действовать на первый случай на расстоянии до 500 футов, так, чтобы снаряд сей во всех случаях мог быть удобно, скоро и верно приготовляем к действию, при возможной простоте конструкции.
2. К таковой батарее заготовить достаточное количество зажигательных трубок для произведения нужных опытов.
3. Составить меморию, в которой бы:
а) сколько возможно яснее изображены были правила для употребления таковых гальванических снарядов;
б) означена была соразмерность, величина снаряда с расстоянием, на которое предполагается произвести действие;
в) была определена пропорциональная толстота гальванических проводников относительно расстояния, на которое нужно действовать, и величина бекета (деревянного станка, в который вкладывалась пластинка «вольтова столба»);
г) было объяснено, каким способом наиудобнее устраивать зажигательные трубочки.
Во исполнение сей высочайшей его Императорского Величества воли предлагаю Вам заняться вышеупомянутым предметом. А как все произведенные до ныне по сему предмету действия и испытания по Высочайшему повелению хранятся в тайне, то я вменяю Вам в обязанность прекратить производимые Вами в присутствии посторонних лиц опыты сего рода, относящиеся к военному употреблению».
Как видно из этого предписания, на Якоби возлагалось выполнение важнейших задач в создании надежных средств электровзрывания и пользования ими. Ему предстояло работать над источником тока, запалами, проводниками, а также над «меморией», или Наставлением для личного состава саперных частей, на попечении которых находилось взрывное дело. Как ни важны были выполненные Якоби работы до того времени, новое поручение было более ответственным, и ему он уделил много времени. Изысканиями наиболее современных средств электровзрывания Б.С. Якоби был занят в течение 17 лет, пока его не отстранили от этого дела, хотя и с известным почетом.
Якоби также взял на себя решение таких задач, как усовершенствование корпусов подводных мин, которыми в Комитете по началу занимался Шильдер.
Совершенно новой для Якоби была работа по созданию электрических запалов. П.Л. Шиллинг в качестве запала применял электрическую дугу. Якоби предложил совершенно новую систему, отличающуюся от предложения Шиллинга. Он использовал свойство электрического тока нагревать проводник, по которому он проходит. В качестве такого нагреваемого проводника использовалась платиновая проволока. Новый способ обеспечил воспламенение пороха на расстоянии более 3 км, что тогда считалось невозможным.
В 1840 г. Б.С. Якоби зачисляется адъюнктом Академии наук, порывая, наконец, с Дерптским университетом, профессором которого он числился до последнего времени. В этом же году он едет в Англию на всемирный съезд электротехников, где выступает с докладом о своем электродвигателе.
К 1841 г. Комитетом было проведено достаточно опытов, позволивших разрешить такие проблемы, как:
а) разработка рациональной конструкции мины, обеспечивающей предохранение пороха от проникновения к нему влаги (двойной деревянный ящик);
б) возможность применения мин в ряд с разносом по горизонту и по вертикали (при достаточном расстоянии смежные в ряду мины сохраняются при взрыве одной из них);
в) разработка вполне надежных устройств для сообщения заряду мины пламени для зажигания;
г) обеспечение взрывом мины достаточного разрушения.
Вместе с тем оставалось еще много неясного, что требовало дополнительных опытов для окончательных заключений. Так, в частности, «осталось не совершенно доказанным, могут ли и в какой степени нанести вред мины, взорванные под водою в некотором расстоянии от корабля».
К этому времени среди членов Комитета возникли разногласия «о пользе, какую подводные мины как вспомогательные средства могут доставить к усилению обороны портов».
Отрицательную позицию в оценке этого вопроса заняли два представителя Морского ведомства. Их позиция сводилась к следующему. Находя возможным и даже полезным только частное употребление, но не оборонительную линию подводных мин, и убедившись в непроницаемости их и разрушительном действии, которое они могут нанести нашедшему на них судну, они сомневались в том, что:
а) проводники мин, по многосложности своей, в особенности при обороне открытых портов, останутся неповрежденными;
б) проводники мин, как бы ни были расположены, будут препятствовать плаванию своих судов;
в) большая стоимость проводников для минного заграждения не оправдана ожидаемым успехом, которого может и не быть, если корабли противника не попадут на заграждение;
г) неприятель всегда может найти средства для предварительного уничтожения подводных мин.
Остальная, большая часть, членов Комитета признавала употребление подводных мин для обороны портов не только возможным, но и действительно полезным.
Интересно в этой связи мнение Б.С. Якоби, которое он, как и все члены Комитета, изложил письменно в виде записки (мемории). Изложив предварительно историю развития минного дела с неэлектрическими запалами и отметив развитие гальванических мин в сухопутных условиях, Якоби отмечал, что «совсем другое с подводными минами, о которых не существовало никакого теоретического или практического предшественника. Мы не имели при наших работах указателя. Сии обстоятельства суть причина, что многие вопросы, предложенные в нашей Программе, не могли еще быть совершенно решены. Однако один из главных пунктов определен из многократных нами произведенных опытов, и не подлежит более никакому сомнению, т.е. что посредством гальванизма можно зажечь подводную мину на столь далекое расстояние, какое в практике никогда не потребуется, и что сие зажигание никаким по сие время употребляемым способом произвести нельзя было.
…Также узнано, что пороховой заряд, вложенный в двойной деревянный или железный хорошо осмоленный ящик, может противостоять воде в продолжение почти неограниченного времени, и сохранять удобозажигаемость в той же силе.
Гальванические проводники не могли еще достичь того совершенства, и надобно сознаться, что средства отделить (изолировать) их под водою еще много оставляют желать. Приготовление сих проволок должно тщательно относиться к расстоянию, на котором их предполагают употребить, и по времени, в продолжение которого они назначены быть под водою…
Второй вопрос относится к следующему предположению: можно ли зажечь подводную мину точно в то мгновение, когда плавающий предмет, который желают разрушить, находится в самом выгодном для сего к ней положении? Не надо по сему предмету обольщаться и полагать, что сия задача очень легка к исполнению. Правда, что электричество сообщается со скоростью мысли: момент действия соединяется с моментом, в который определяется взорвать мину. Конечно, не очень трудно приобресть через упражнения даже большую способность ударить в плавающий предмет в то мгновение, когда видишь его над миною,
Другой вопрос, который можно сделать, есть следующий: имеет ли мина достаточную силу, если предмет, который желательно истребить, не находится более в выгодном для нее положении? При благоприятных обстоятельствах (мина непосредственно у борта корабля) 10 – 15 фунтов пороху суть более, чем достаточны, чтобы произвести такую течь в корабле, что он немедленно тонет, даже если он военный корабль 1 ранга…
Теперь нам остается третий вопрос: каким образом употребить подводные мины. Я не войду ни в какие подробности относительно их употребления при нападении потому, что очевидно, что в будущих морских походах употребление брандеров и других машин сего рода будет гораздо чаще, поелику гальванизм способствует к верному зажиганию даже на большие дистанции. Употребление сих средств, которые могут иметь столь большое действие, как мы при Чесме видели, не будет вперед зависеть от нечаянного случая или отважной неустрашимости одного человека.
Касательно обороны я осмелюсь сделать следующие замечания. На подводные мины не можно смотреть как бы на исключительное средство при обороне. Они по их свойству только дополнение, служащее утвердить ныне употребляемые оборонные средства, и необходимо на них основываться. Я утверждаю, что ошибочно не признавали бы их большую важность только потому, что эти подводные мины не соответствуют всему, чего можно бы требовать, или не противустоят необыкновенным кризисам природы, ураганам, которые истребляют целые флоты и т.п., или не могут оставаться под водою несколько лет сряду, не будучи расстроены в некоторых частях, а именно подобные замечания были делаемы в нашем Комитете.
Оканчивая сию меморию, я присовокупляю еще следующее замечание. История морских войн, как древних, так и новейших, представляет многочисленные случаи, где подводные мины произвели бы величайшие последствия. По большей части все порты и даже рейды приступны только более или менее узкими проходами, и почти можно сказать, что есть условие, предписанное природою. В числе проливов, имеющих важность в военном отношении, мы назовем Дарданеллы, Босфор и Зунд, которые можно защитить гораздо дешевле подводными минами, нежели другими укреплениями.»
В полной мере достоинства гальванических мин, которые были отмечены Якоби в его «мемории», были продемонстрированы в ходе показательных опытов в присутствии императора Николая I в июле 1847 г. Эти опыты должны были показать те результаты, которых добился Комитет о подводных опытах за время своего существования.
К этому времени созданная ранее учебная команда, в которую входили офицеры и нижние чины, была достаточно подготовлена к приготовлению гальванических мин к постановке, установке их в минные заграждения и обеспечению их взрыва в нужный момент. Кроме этой команды для «вспомоществования на гребных судах» при проведении показательных опытов была привлечена команда из нижних чинов 1-го флотского экипажа. За день до проведения опытов обе команды были отправлены в Ораниенбаум, где на заранее определенных местах в Финском заливе ими были расставлены мины и электрическая аппаратура. (Об устройстве мин на странице «Мины Якоби» >>>>>)
Опыты проводились по разработанной Якоби программе, причем император сам определял порядок прохождения судов над минами. Успех превзошел все ожидания. Удовлетворенный увиденным, император Николай I повелел «составить соображения о применении системы подводных мин к действительному в морском деле употреблению».
Б.С. Якоби за заслуги в разработке гальванических подводных мин получил чин статского советника.
Во исполнение воли императора Б.С. Якоби составил Программу работ по разработке системы подводных мин. Для выполнения работ была сформирована специальная команда. В ходе работ по выполнению этой Программы была отработана конструкция гальванической мины, пригодной к практическому использованию. Завершающий этап опытов с миной осуществился в 1852 г. на Ревельском рейде под наблюдением Главного командира Ревельского порта генерал-адъютанта Ф.П. Литке.
26 марта 1853 г., в результате обсуждения представленных Якоби материалов о ходе и результатах опытов, Комитет заключил:
«1. Опыты над подводными минами, произведенные на Ревельском рейде…как в теоретическом, так и в практическом отношениях вполне оправдали предложенную изобретателем систему обороны портов и доведены ныне до удовлетворительных результатов.
2. Для приведения в действие сделанного открытия, основанного на непременной пользе от предложенного способа обороны портов, остается ныне потребность в продолжительном образовании к действию по сему предмету офицеров и нижних чинов. Для чего Комитет находит необходимым сформировать от морского ведомства постоянную практическую команду, которую и обучать употреблению гальванизма для применения к воспламенению мин с производством практических занятий, при которых кроме навыка людей в умении обращаться с различными гальваническими аппаратами и инструментами, представится возможность достигнуть к дальнейшему усовершенствованию, как самого применения гальванизма, так и механизма соединительных приборов мин и верному ими действию при различных встречающихся обстоятельствах. …Представить Комитету возможность в совершенстве исполнить повеление о сделании применения сего столь полезного и важного средства, введение и наилучшее изучение оного в морском ведомстве при необходимом содействии со стороны Комитета, впредь до совершенного с этим предметом ознакомления морской части».
Император Николай I одобрил результаты работ по созданию системы обороны портов подводными минами, однако, практических шагов к внедрению этой системы в войска, особенно в морское ведомство, предпринято не было.
В январе 1854 г, когда Крымская война была уже в разгаре, академик действительный статский советник Б.С. Якоби, как единственный специалист по системе обороны портов подводными минами, получил предписание «приступить немедленно под наблюдением Морского ученого комитета к изготовлению подводных мин» для создания системы обороны подводными минами порта Кронштадт.
Якоби тотчас же приступил к исполнению возложенного на него задания. В течение нескольких дней он разработал схему минных заграждений Кронштадтского рейда и уже в феврале она была одобрена Морским ученым комитетом и принята к практическому исполнению. Благодаря деятельности Якоби Кронштадт был своевременно обеспечен системой обороны подводными минами, которая сыграла важную роль в предотвращении бомбардировки крепости кораблями англо-французской эскадры, так и не решившейся на это за всю войну. (подробно на странице «Минная оборона Кронштадта» >>>>>)
Мина Якоби (макет) образца 1854 года. Музей ЦНИИ "Гидроприбор". Фото DK, 2014.
В то же время, система подготовки специалистов по применению системы гальванических саперных мин Шильдера-Шиллинга, принятой на вооружение войск еще в 1833 году, проявила себя в ходе Крымской войны с лучшей стороны. Образованная в 1840 г. Гальваническая команда при лейб-гвардии саперном батальоне для технического обучения гальванизму и способам применения его в военном деле (в этой команде Якоби читал лекции и проводил практические занятия по гальванизму) подготовила определенное число специалистов-гальванеров. Они показали высокое мастерство в ходе войны. Участник войны инженер-полковник Фролов отмечал: «нижние чины, присланные из гальванической команды в Петербурге, были основательно обучены своему делу, что при 94 произведенных взрывах был только один пример отказа по недосмотру».
Подпоручик М.М. Боресков, также обучавшийся в этой команде, был вызван в Действующую армию генералом К.А. Шильдером для организации постановки минных заграждений в устье Дуная, Буга, Днепра и Днестра. При этом мины и гальваническое оборудование для них ему пришлось готовить на месте, в основном, из местных материалов и применительно к местным условиям. Ему пришлось изготавливать мины своей конструкции. Среди его мин была донная гальваническая мина с зарядом пороха в 52 пуда – самая большая мина того времени.
По окончании Крымской войны названная Гальваническая команда была преобразована в Техническое гальваническое заведение при корпусе военных инженеров. Это учреждение имело задачу готовить военных электротехников, а также заниматься исследовательской деятельностью в области электричества в военном деле. Во главе этого заведения был поставлен полковник А.Н. Вансович, близкий сотрудник Б.С. Якоби, проявивший себя, как практик-минер и талантливый организатор одного из первых электротехнических учебных заведений в России, откуда вышли первые кадры русских электротехников, среди которых знаменитый изобретатель П.Н. Яблочков.
В отличие от Инженерного ведомства в Морском ведомстве сторонников гальванических мин не было, что тормозило процесс внедрения системы подводных гальванических мин во флоте и, как следствие, препятствовало подготовке соответствующих флотских специалистов.
Свыше 15 лет Б.С. Якоби работал над вопросами минной обороны. Вклад его в решение этих вопросов трудно переоценить. Он сам в 1872 г. в своей автобиографии отмечал: «У нас в России, гораздо ранее, чем где бы то ни было, было обращено внимание на громадные вспомогательные средства, которые может доставить применение гальванизма и электромагнетизма в деле обороны крепостей и в телеграфном деле. Знакомый со всеми достигнутыми в этом отношении наукою успехами и снабженный результатами собственного исследования и опыта, нижеподписавшийся мог серьезным образом воспользоваться наследием барона Шиллинга.
При содействии отличных сотрудников, нижеподписавшемуся, по ознакомлении с подробностями минного дела, удалось известные применения гальванизма к этому делу усовершенствовать практически настолько, что применения эти сделались предметом особой организованной отрасли военной службы… Усовершенствования дали возможность употребить эти гальванические торпедо (мины) под управлением нижеподписавшегося, при блокаде Кронштадта в 1854-56 гг. и тем воспрепятствовать приближению неприятельского союзного флота, предупредив, таким образом, бомбардирование Кронштадта и могущие произойти от того важные потери и повреждения».
В 1856 г. Инженерное ведомство, с которым он был связан этой деятельностью, решило отказаться от его услуг в дальнейшем. В предписании от штаба генерал-инспектора по Инженерной части он уведомлялся:
«…По принятии и исправлении помещения, назначенного для Гальванической учебной роты и Гальванического технического заведения, упраздняется состоящая в Вашем ведении лаборатория и мастерская.
…Чтение лекций гг. офицерам поручить лейб-гвардии саперного батальона штабс-капитану Шталю.
…Оставить Вам за сделанные Вами по гальванической части изобретения 2 000 рублей серебром».
Работа Б.С. Якоби над электромагнитным телеграфом
Другим важным вопросом военного назначения, которым было поручено заниматься Б.С. Якоби, был электромагнитный телеграф, внедрение которого не успел завершить П.Л. Шиллинг. Якоби, взявшись за эту работу, вник в нее со всей ответственностью ученого, изучив, прежде всего, состояние проблемы.
Идея электромагнитного телеграфа принадлежит А.М. Амперу. Однако дальше идеи он не пошел, и прошло полтора десятилетия, пока эта идея была воплощена в первую технически завершенную конструкцию. Это сделал П.Л. Шиллинг, который в 1835 г. демонстрировал свой аппарат на съезде естествоиспытателей в Бонне и, тем самым, передал его широким научным кругам. Он как бы опубликовал свое изобретение, но сделал это устно, не оставив документального его описания, что позволило ряду недобросовестных ученых претендовать на приоритет изобретения электрического телеграфа.
Безвременная кончина Шиллинга на несколько лет приостановила развитие телеграфа на родине этого изобретения. Именно Б.С. Якоби выпало продолжить начатое Шиллингом дело. Правительство России обратилось к нему, как специалисту по гальванизму, предложив заняться не законченным Шиллингом делом - построением «электротелеграфического сообщения» между Петербургом и Царским Селом.
Якоби начал свою работу над электрическим телеграфом, когда уже был известен ряд изобретений в этой области. Якоби отдал им известную дань и немало потрудился в попытках их усовершенствовать. Однако эти попытки в большинстве своем оказались бесплодными. Правда, сконструированный им электрохимический телеграфный аппарат позволял получать телеграфные знаки на телеграфной ленте химическим путем, что позже было использовано в аппаратах Морзе. Но в широкую практику такой телеграф войти не мог. Якоби был сконструирован также корабельный акустический (звонковой) телеграф, предназначенный для связи между палубой или каютой капитана и трюмом, где находится машина.
На основе множества опытов Якоби пришел к однозначному выводу, что для широкой практики наиболее действенным может быть только электромагнитный телеграф.
Разрешение задачи передачи информации на расстояние завершилось предложением аппарата с приемником-электромагнитом и с фиксированием сигналов в виде зигзагообразной записи на специальном экране. В течение двух лет этот аппарат работал на линии Петербург – Царское Село. Однако расшифровка зигзагообразных сигналов требовала много времени, что затрудняло выполнение главной задачи телеграфа, которая формулировалась Якоби так: «узнавать быстро и точно, что происходит вдали, делать и принимать сообщения, отдавать и принимать приказания».
Новый аппарат передавал и принимал знаки путем перемещения указателя по циферблату, на котором располагались буквы алфавита и цифры от 0 до 9. При такой системе телеграфирования телеграфист, принимавший депеши, сразу же записывал передаваемое сообщение, не прибегая к расшифровке, что существенно сокращало время получения информации. Об этом «стрелочном аппарате» Якоби сообщил 7 марта 1845 г. на заседании физико-математического отделения Академии наук, при этом отделение «выразило крайнее удовлетворение, как простотой конструкции аппарата, так и быстротой его действия».
Якоби показывает Ленцу схему работы своего телеграфного аппарата, 1850 г.
Опубликовать свои исследования в области телеграфии для широкой общественности Якоби не мог в связи с засекреченностью этих работ. Это позволило немцу Сименсу воспользоваться разработками Якоби и получить патент на «стрелочный аппарат» под названием телеграфа Сименса.
Аппараты Якоби были экспонированы на 1 электротехнической выставке в Петербурге в 1880 г., а в 1881 г. в очерке «История телеграфии в России» было впервые опубликовано их описание.
Кроме названных телеграфных аппаратов Якоби разработал «аппарат с печатающим шрифтом». Это был первый в мире буквопечатающий аппарат. Аппарат этот сохранился, но описание его появилось только в 1900 г., когда Россия готовилась участвовать во Всемирной выставке в Париже и была выпущена в свет книга «Работы русских по электротехнике 1800–1900 гг.».
Значительный вклад Якоби внес и в развитие телеграфных линий. Им еще в 1843 г. было предложено устройство, или «вспомогательный прибор», который мы ныне называем реле, и без которых немыслимы нынешние трансляции. Уподобляя изобретенное им устройство «промежуточной станции» оптического телеграфа, Якоби подчеркивал: «Электрические промежуточные станции совсем иного характера, чем оптические. На сих последних каждый знак должен быть принят и записан, и передан дальше телеграфистом. У первых же дальнейшая передача сигналов производится без всякого посредства людей – самими приборами. Выгоды такого устройства станут в особенности очевидны, когда потребуется установить электротелеграфические линии большого протяжения».
В опытах по взрыванию гальванических мин Якоби использовал воду в качестве обратного провода. Работая над прокладкой телеграфной линии значительной протяженности, он убедился, что и земля может быть использована для тех же целей. Он первый доказал, что это практически возможно.
Якоби первым стал применять каучук (гуттаперчу) в качестве изоляционного материала для проводников, отказавшись от жестких и хрупких стеклянных трубок, когда имел дело с подземным кабелем. Как и его современники, первые телеграфные линии он строил на основе подземного кабеля.
Эксплуатационная практика убедила Якоби в непригодности подземных кабелей, и он стал решительным сторонником воздушных телеграфных линий, идея которых была высказана еще П.Л. Шиллингом. Когда началась постройка железной дороги Петербург – Москва, Якоби был привлечен к постройке телеграфной линии вдоль железнодорожного полотна, и еще в 1844 г. предлагал использовать воздушный вариант телеграфной линии. Однако к нему не прислушались и устройство телеграфной линии было поручено иностранцам (фирме В. Сименса), которые реализовали подземный вариант линии.
Работа Б.С. Якоби по проблемам метрологии
Важную роль в научных исследованиях Б.С. Якоби отводил измерениям. Он был одним их первых, кто осознал значение установления единиц измерения, при том единообразных для всего мира.
Работы Якоби по электрическим измерениям легли в основу движения за создание единой международной системы единиц измерения. Он понимал, насколько это важно для прогресса науки. В одном из своих докладов в Академии наук в 1857 г. он отмечал: «Искусство измерения является могущественнейшим оружием, созданным человеческим разумом для проникновения в законы природы и подчинения их сил нашему господству… Ни одной точной науки, ни одной прикладной науки, ни одного опыта без измерений! Новые средства измерений знаменуют собой настоящий прогресс».
Первым представителем России на Международном съезде по вопросам метрологии, происходившем в 1859 г. в Брэндфорде (Англия) был академик А.Я. Купфер. В 1865 г. академик Купфер умер, и на Б.С. Якоби были возложены его обязанности. Через два года в Париже была организована Международная выставка, на которую съехались ученые всего мира. Представителем России был назначен Якоби, имевший поручение также ознакомиться с достижениями мировой техники.
При выставке был создан специальный орган, именовавшийся «Комитет, учрежденный при Парижской всемирной выставке 1867 г., о единообразии мер и весов». Комитет был разделен на 3 комиссии: мер и весов, монет и ариометрии. Председателем комиссии мер и весов был избран Якоби. Он составил доклад Комитету и опубликовал его на французском языке в специальной брошюре. Свой доклад Якоби начинал с перечисления выгод, которые доставляет метрическая система мер.
Комиссия приняла к руководству положение, что начинать введение метрической системы следует с тех частей администрации, которые наиболее близки к международным отношениям (таможни, почты и телеграфы и т.п.), переходя затем к ведомствам внутреннего управления (общественных работ разного рода, морское, горное и т.п.), распространяя ее постепенно на торговлю и частные сделки с объявлением ее обязательной для всех.
В 1869 г. в своем выступлении в Академии наук о современных задачах метрологии Якоби призвал Академию наук выступить с предложением о создании Комиссии, в которую вошли бы представители разных стран, облеченные полномочиями своих правительств. При этом он особо подчеркивал, что Комиссия эта должна быть подлинно международным органом и принятая система должна действительно быть интернациональной. Он говорил: «Национальное самолюбие никогда не согласилось бы принять в качестве универсальной меры французский фут, английский ярд, или какой-нибудь локоть».
Почин российских ученых привел к заключению международного договора, согласно которому в Париже было образовано международное Бюро мер и весов, но Якоби не дожил до этого события.
Б.С. Якоби, 1874 г.
Следует отметить, что Б.С. Якоби много сделал для развития Петербургской Академии наук и до последних дней своей жизни был одним из самых деятельных ее членов. Некоторые важные исследования ученому завершить не удалось. Будучи тяжело больным, он еще 26 февраля 1874 г. готовил к печати свою последнюю статью об аккумуляторной батарее, но следующей ночью его не стало. Борис Семенович Якоби умер 27 февраля 1874 г.
Великий ученый был похоронен на Смоленском лютеранском кладбище на Васильевском острове в С.-Петербурге.
На состоявшемся после его смерти общем собрании Академии наук ее непременный секретарь академик К.С. Веселовский с горечью сказал: «тяжелая утрата поразила Академию, а вместе с ней и науку. В ночь на 27 февраля скончался Борис Семенович Якоби… Кончина его оставляет на его месте страшную пустоту, которую едва ли можно заполнить… Безраздельна была его любовь к науке. Он жил ею и для нее. …Того, что он сделал в жизни, достаточно для его бессмертия в науке.»
На могиле Якоби был установлен памятник, фотография которого приводится ниже.
После революции победивший гегемон разорил многие могилы и разрушил памятники «иноверцев» на лютеранском кладбище. Не уцелела и могила Якоби. Ее современный вид не соответствует заслугам великого ученого перед Россией. О сборе средств на восстановление памятника и проект памятника см. источник 5.
Современный вид могилы Б.С. Якоби. Источник http://echemistry.ru/nauka-i-obrazovanie/obrazovanie/yakobi.html
У Бориса Семеновича и его жены Анны Григорьевны было семеро детей, пятеро умерли в младенчестве. Выжило двое сыновей: Владимир Борисович (1836-1884), изобретатель, подполковник и Николай Борисович Якоби (1839-1902), правовед, сенатор. Подробно о судьбах потомков Якоби см. источник 6.
Литература и источники:
1. Дьяконов Ю.П. «Борис Семенович Якоби – конструктор гальванических мин (1801-1874). Биографический очерк.» ВМА им. Н.Г. Кузнецова, каф.24. СПб, 2004. (pdf, 195 kB) >>>>>
2. Радовский М.И. «Б.С. Якоби». М-Л, Госэнергоиздат, 1953
3. Елисеев А.А. «Б.С. Якоби». М.: «Просвещение», 1978.
4. Википедия https://ru.wikipedia.org/wiki/Якоби,_Борис_Семёнович
5. Губин Я.В., Иванов В.А. Реставрация памятника Бориса Семеновича Якоби, выдающегося физика и электротехника. http://echemistry.ru/nauka-i-obrazovanie/obrazovanie/yakobi.html
6. Социальная сеть г. Пушкина. Страница «Якоби» https://tsarselo.ru/yenciklopedija-carskogo-sela/istorija-carskogo-sela-v-licah/jakobi.html
Якоби Борис Семенович, 1856 г.