Александр Попов

Друг детства Попова, доктор Дерябин, рассказывает: «Любимым его занятием, в котором и я принимал участие в качестве ассистента, была постройка разного рода двигателей, устроенных большей частью при помощи текучей воды. Нами сооружались на ручьях мельницы с двигающимися колесами – «толчеи», ряд прыгающих столбиков, подъемные машинки, ведерками вытаскивающие землю из «шахт», вырытых иногда на два-три аршина в глубину. Сооружались штанги – длинные горизонтальные двигающиеся брусья по образцу заводских и т. д. К такого рода сооружениям у него была большая склонность, и велико было для нас удовольствие, если дело удавалось и «машина» хорошо работала. И во всем этом «машиностроительстве» он был большой искусник».

Сашура не брезговал и обычными забавами поселковых ребят. Никто не мог обыграть его в бабки или городки. Будущее светило русской науки был заядлым рыболовом и грибником, а также любил скакать на неоседланной лошади. Однако пытливый детский ум более всего тянулся к технике. И год от году он все чаще предпочитал бросанию «костей» проводить дни за изготовлением какой-либо механической игрушки.

Однажды на отцовском чердаке Сашура нашел старые часы-ходики, которые давным-давно уже сломались. Юный техник, изрядно повозившись, привел часы в порядок и повесил их над своей кроватью.

В это время из далекой столицы – Санкт-Петербурга вернулся друг семьи Поповых – управляющий рудником Николай Осипович Куксинский. Он привез диковинную новинку – электрический звонок. Следует сказать, что в это время еще не были изобретены ни динамо-машина, ни электрическая лампочка. Электрический звонок был как раз тем первым устройством, с помощью которого электричество стало входить в быт.

Двенадцатилетнего мальчугана сильно заинтересовало столичное чудо. Сашура решил сделать собственный электрический звонок. Знакомые инженеры рудника помогли юному изобретателю разобраться в устройстве прибора, и не прошло недели, как Саша сам сделал свой электрический звонок и пару гальванических элементов.

Но вот незадача – дом Поповых никогда не запирался, и нужды в дверном звонке совершенно не было. Тогда Саша решил приладить электрический звонок к своим ходикам. Так возникла мысль об «электрическом будильнике», как назвал свою выдумку изобретатель.

«Электрический будильник» действовал почти безотказно. Однако порой ни с того ни с сего его звонок вдруг издавал переливчатые трели в самое неожиданное время.

Причина столько странного явления была совершенно непонятна, пока Саша не заметил, что будильник звонит невпопад только во время грозы. Причина связи работы будильника с атмосферными электрическими разрядами была еще более загадочная. Объяснить странное явление не смогли даже рудничные инженеры. Наука была еще только на пороге тех открытий, которые могли разрешить эту загадку.

Саша с нетерпением ждал новых гроз, чтобы проверить свои наблюдения. И снова с каждым грозовым разрядом звонко заливался электрический будильник. Объяснения юный физик так и не нашел, но сумел найти способ преодоления помех, которые чинила гроза работе его будильника. Александр опытным путем обнаружил, что все дело в цепочке, на которой висела часовая гиря ходиков. Эта цепочка была включена в электрическую цепь звонка и служила проводником тока. Как только медная цепочка была отключена от электрической цепи – гроза перестала влиять на будильник.

Разрешение этой загадки было не по плечу ни любознательному мальчугану, ни его друзьям – инженерам с рудника, ни даже самым знаменитым ученым с мировым именем того времени.

Сверстник Попова проф. Ф. Я. Капустин рассказывает о рано пробудившемся интересе своего товарища к электричеству: «Александр Степанович юношей устроил электрический будильник с помощью часов с гирями на цепочке. Цепочка в его схеме служила проводником: он заметил, что она не всегда, и притом весьма капризно, проводит ток: мысль об этом явлении долго не оставляла его».

Только спустя почти четверть века после своих детских опытов понял Александр Степанович, что его «электрический будильник» улавливал своей медной цепочкой единственные тогда «радиосигналы» – грозовые разряды. Понял великий ученый только после того, как уже сознательно сконструировал тот самый прибор, который положил начало радиотехнике.

Далматовское духовное училище

Отец Попова, священник Степан Петрович, человек образованный и обремененный большой семьей, старался дать детям, особенно сыновьям, высшее образование. Они окончили курс в столичном университете. Их примеру последовали и младшие дочери, которые также учились в петербургских учебных заведениях.

До того как Попов поступил в университет и углубленно занялся изучением любимой науки, он прошел обычные для детей духовенства ступени образования: духовное училище и семинарию. Далматовское училище, в котором он получил начальное образование, было одним из самых старых учебных заведений в России, и до поступления в него Попова просуществовало уж полтораста лет.

Вначале задачей училища было обучать «детей крестьян вотчинных чтению, письму и цифири, чтобы при пособии грамотности они, совершеннолетние, в хозяйственном управлении могли быть употребляемы по монастырю с пользою». Училище несколько раз меняло название и именовалось то Славяно-российской, то Славяно-латинской школой, наконец, в 1818 году стало духовным уездным училищем, предназначенным «для священно-церковнослужительских детей зауральского края». До того священникам разрешалось детей своих отдавать в горную школу в Екатеринбурге. С переименованием же Далматовского училища в духовное архиепископ Пермский и Верхотурский лишил детей духовенства того права, распорядившись оповестить, что «священно-церковнослужительские дети в Екатеринбургское училище посылаемы не будут… А везли своих детей в Далматовский монастырь, где их в чтении, пении и рукописи экзаменовать».

На оплату гимназического обучения детей Степан Петрович Попов не имел средств. Он получал 35 рублей в месяц, которых едва хватало на существование большой семьи. Путь к высшему образованию для Саши лежал через духовную школу, где детей церковнослужителей учили бесплатно.

В 1868 году старший брат Саши Рафаил устроился учителем в Долматовское духовное училище. Родители решили отдать десятилетнего Сашу в эту школу.

От Турьинского рудника до города Далматова около четырехсот километров. Железных дорог там еще не было, и люди добирались на лошадях. На лошадях совершил свое первое путешествие и Саша Попов, отправившись в ноябре 1686 года в Далматовскую школу. Переезд не потребовал денег: Сашу подвезли крестьяне, ехавшие в Далматово на ярмарку.

Первые занятия в школе принесли Саше разочарование. Математика и физика, которые так сильно интересовали его, здесь почти не изучались. Саша охладел к занятиям и, как писал Рафаил родителям, учился не очень усердно и больше был занят катанием на коньках и лыжах.

То, чего не могла дать школа, Саша восполнял самостоятельными занятиями. Он почувствовал, что отстает от своих более счастливых сверстников, детей местных чиновников и инженеров. Они обучались в гимназии и летом щеголяли перед Сашей своими знаниями. Кое-что он узнавал от них, кое-что черпал из их учебников и к осени догонял, а по некоторым предметам даже перегонял гимназистов.

Интерес Попова к физике определился уже в средней школе. Его однокашник Е. Коринфский, с которым он начиная со студенческой скамьи поддерживал дружбу, длившуюся десятилетиями, рассказывает: «Первым импульсом к занятию физическими науками был подаренный ему, ученику семинарии, кем-то учебник физики Гано, только что переведенный на русский язык. Чтение этой книги буквально бесповоротно направило его избрать специальностью физику».

«С Александром Степановичем, – вспоминает его соученик Ф. П. Смолин, – мне довелось в одной школе учиться. Любознательным мальчиком он рос. Помню, с большим увлечением юный Попов рассказывал нам о гальванической батарее элементов, электрическом звонке, швейной машине, которые он увидел в доме управляющего медными рудниками. Эти новинки вызвали у него большой интерес. Часто бывая в рудничных мастерских, юноша подолгу наблюдал за работой станков и машин. Любовь к технике появилась у него еще в детстве».

Курс в духовном училище был четырехлетний. В Далматове Саша проучился всего два года, после чего переехал в Екатеринбург к сестре Марии Степановне Левитской. Здесь через два года он окончил начальное образование.

Пермская духовная семинария. «Математик»

По окончании училища Александр Попов поступил в 1873 г. в духовную семинарию в Перми. Сделать это пришлось по материальным соображениям, так как дети духовенства пользовались там правом бесплатного обучения: семинарская программа того времени немногим отличалась от программы других средних учебных заведений. Из сохранившегося аттестата видно, что по общеобразовательным дисциплинам Попов получил довольно основательную подготовку. В представленном Поповым при поступлении в Петербургский университет свидетельстве «Об окончании курса общеобразовательных наук» значатся предметы, все до одного сданные с отметкой «отлично». Хорошая общеобразовательная подготовка видна по ранней переписке Попова. Его прошения, письма и отчеты отличаются безукоризненной грамотностью и хорошим литературным слогом.

А. С. Попов. 1877 г.

О том, чему учился А. С. Попов, можно судить по программе («конспектам») изучавшихся в семинарии дисциплин. Например, наставник математики должен был преподать в течение курса: а) основания универсальной арифметики или алгебры; б) основания геометрии; в) приложения алгебры к геометрии, или плоскую тригонометрию; г) основания дифференциального и интегрального исчисления; д) основания механики; е) математическую географию; ж) пасхалию и з) основания умозрительной и опытной физики.

В этом здании учился Попов с 1873 по 1877 г.

Попов не только успешно занимался по всем дисциплинам, но еще в семинарии пристрастился к математике и так усердно ее изучал, что получил среди семинаристов прозвище «математик». По окончании семинарии встал вопрос, куда направиться дальше, как продолжать свое образование. Самым заманчивым местом для подающих надежды молодых людей представлялся, конечно, Петербург. Старший брат Попова Рафаил к моменту окончания Александром семинарии уже достиг некоторого положения в Петербурге, занимаясь литературным трудом. Молодежь из глубинки, в большинстве случаев небогатая, а то и совсем бедная, рвалась к знаниям. Ее не пугали ни далекие расстояния (железные дороги в широких масштабах только начинали прокладываться), ни неизбежная нужда и полуголодное существование. Частными уроками, литературной поденщиной и другими видами мелкого заработка, отнимавшего много энергии и времени, перебивалась эта молодежь и, несмотря на трудности, в большинстве случаев успевала в науках. Именно эта молодежь дала из своих рядов тех новаторов, которые заняли видное место среди ученых, пользовавшихся мировой известностью, и прославили отечественную науку.

Физико-математический факультет

Восемнадцати лет от роду Попов приехал в Петербург и подал ректору университета прошение о принятии его на математическое отделение физико-математического факультета. Блестяще сдав проверочные испытания, он был зачислен 31 августа 1877 г. студентом Петербургского университета.

Петербургский университет насчитывал тогда немногим более полувека существования – он основан в 1819 г. Для высшей школы этот период невелик – как Московский, так и Казанский университеты были старше Петербургского, но как раз в это время начался его расцвет. На многих факультетах зарождались, а на некоторых успели уже развиться научные школы и направления. Физико-математический факультет, охватывавший также химию и биологию, блистал лучшими профессорами. Достаточно назвать П. Л. Чебышева, А. М. Бутлерова и Д. И. Менделеева, лекции которых посещались не только студентами соответствующих специальностей, но и других факультетов.

Правда, физика, которой впоследствии посвятил себя Попов, таких глубоких корней тогда еще не имела. Но начало ее замечательного развития относится как раз ко времени пребывания Попова в Петербургском университете. Именно в это время начали свою деятельность еще молодыми преподавателями И. И. Боргман (1849–1914) и О. Д. Хвольсон (1852–1934); они были поборниками фарадее-максвелловского учения, что особенно сказалось на работах Попова и на всем его физическом мировоззрении. Научная атмосфера, в которую вошел Попов, описана Шателеном, прошедшим несколько позже ту же школу, что и русский изобретатель: «В университетские годы Попова во главе университетских физиков стоял маститый профессор Федор Фомич Петрушевский». Ф. Ф. Петрушевский, основатель и многолетний председатель Физического отделения Русского физико-химического общества, был в России первым профессором, кто ввел лабораторные занятия». Ближайший его ученик В. В. Лермантов, приват-доцент Петербургского университета, заведующий Физической лабораторией, писал о своем учителе: «Великой заслугой покойного Ф. Ф. Петрушевского было то, что он «вдохнул душу живую» в преподавание физики в нашем университете. До него физику только читали, как всякий другой предмет, нужный студенту для экзамена; Федор Фомич первый вовремя понял, что наступает время, когда умения, основанные на знании фактов этой науки, станут необходимыми для обыденной жизни».

Александр Попов. 1883 г.

В этот же период начинали свою преподавательскую деятельность в университете профессора И. И. Боргман, О. Д. Хвольсон, Н. Г. Егоров, Н. А. Гезехус и другие. В университетской физической лаборатории работали или незадолго перед тем кончившие университет, или кончавшие его молодые физики Н. Н. Хамонтов, А. И. Садовский, Ф. Я. Капустин – все будущие профессора. Физическая лаборатория университета была центром, где собирались университетские физики. В физической аудитории происходили и собрания Отделения физики Русского физико-химического общества, в котором принимали участие все физики и химики Петербурга, в той или иной степени интересовавшиеся наукой. В препаровочной при аудитории в перерывах между лекциями велись обычно длинные дискуссии по спорным вопросам физики. В эту среду профессоров, молодых лаборантов и студентов, интересовавшихся физикой, и попал Александр Степанович, начав работать в лаборатории. С ним вместе в университет и лабораторию поступил его близкий друг Геннадий Андреевич Любославский, впоследствии профессор Лесного института, деятельно помогавший Попову при его первых опытах с грозоотметчиком. На всех работавших в Физической лаборатории университета в те годы громадное влияние оказывал В. В. Лермантов, числившийся лаборантом, но на деле бывший главным руководителем лаборатории, задававшим тон всей ее жизни. Под руководством В. В. Лермантова Александр Степанович приобрел те навыки и выработал в себе то отношение к эксперименту, которые были характерны для него во всей его деятельности. Работая в физической лаборатории, Попов понемногу стал увлекаться электротехникой.»

Орест Данилович Хвольсон (1852–1934) – заслуженный профессор Петербургского – Петроградского – Ленинградского университета, в котором преподавал около 60 лет, почетный член Академии наук СССР. Учениками Хвольсона считали себя не только студенты высших учебных заведений, в которых он преподавал (кроме университета, в Электротехническом институте, на Высших женских курсах, в Институте путей сообщения), но все русские физики, учившиеся по его многотомному курсу, переведенному на многие иностранные языки. Академик С. И. Вавилов, воспитанник Московского университета, писал: «Уверенно можно сказать, что нет физика-исследователя в нашей стране, не прошедшего хвольсоновской школы».

Такую репутацию О. Д. Хвольсон заслужил еще до создания его курса. Начало ей положил цикл публичных лекций «Электричество и магнетизм». Он читал их в Соляном городке по поручению VI (Электротехнического) отдела Русского технического общества в студенческие годы А. С. Попова. На лекции О. Д. Хвольсона толпами приходили и учащаяся молодежь столичных учебных заведений, и люди, уже практически работавшие в области электротехники.

А. С. Попов, чьи углубленные интересы в области электричества проявились еще на студенческой скамье, посещал эти лекции и был одним из первых физиков-исследователей, прошедших хвольсоновскую школу.

Высшие электротехнические учебные заведения появились в России в конце XIX и в начале XX вв., а нужда в высококвалифицированных специалистах-электриках стала ощущаться гораздо раньше. Целые отрасли электротехники, как, например, проводная связь, электрохимия (гальванопластика), электрическое освещение, динамостроение, прочно входили в широкую практику и для своего обслуживания требовали людей с солидной научной подготовкой. Кадры таких специалистов пополнялись вначале выходцами из военно-морского ведомства и главным образом выпускниками университетских физико-математических факультетов. И в этом отношении Петербургский университет занимал ведущее место. Не только его воспитанники, но и профессора и преподаватели были близки к электротехнике. Упоминавшиеся выше Ф. Ф. Петрушевский, И. И. Боргман и О. Д. Хвольсон были, собственно, первыми преподавателями курса научных основ электротехники, носившего тогда название «Электричество и магнетизм».

Такова была научная обстановка, в которой оказался А. С. Попов с момента его приезда в Петербург.

Но, кроме научных занятий, приходилось думать и о том, как выжить. Большое облегчение могло принести освобождение от платы за право учения. Представив в правление университета выданное Пермской духовной консисторией свидетельство «о недостаточности средств» отца, Попов был, хотя и не сразу, освобожден от «платы за слушание лекций».

«Предъявитель сего, – читаем мы в этом документе, – сын священника Александр Стефанов Попов 18 лет. Отец его, священник Стефан Попов, состоит на службе настоятелем при Максимовской церкви, Турьинских рудников Верхотурского уезда, жалованье получает 215 руб., в квартирных 90 руб., в год; сверх того получает с благочиния за несение им должности благочинного 120 руб. в год, имеет собственный дом, не приносящий никакого дохода. Сестры предъявителя, как видно из документов Консистории, Анна и Августа, Пермским епархиальным начальством уволены в С.-Петербург сроком на один год от 31 минувшего августа для поступления в одно из тамошних женских училищ; Капитолина живет при отце. В удостоверение чего за подписанием и приложением казенной печати на основании вышеозначенных вполне известных сведений Пермской духовной консисториейю свидетельствуется, что сын священника Александр Стефанов Попов при своем содержании не в состоянии вносить в учебное заведение за слушание лекций положенного количества денег».

Затем Попов возбудил ходатайство о назначении ему стипендии. «Не имея достаточно средств для жизни в Петербурге, – писал он инспектору студентов, – прошу Ваше высокородие назначить мне стипендию. Свидетельство о состоянии моего отца находится в канцелярии университета».

Его просьба была также удовлетворена. Но и это еще не решало вопроса о материальном благополучии. С Поповым в Петербург приехали две сестры, которым надо было помогать. Пришлось заняться репетиторством. Для этого требовался соответствующий документ, который и был выдан ему Петербургским университетом: «На основании § 21 правил, по коим воспитанникам казенных высших и средних учебных заведений ведомства Министерства народного просвещения предоставляется право заниматься преподаванием в частных домах, выдано это свидетельство студенту Санкт-Петербургского университета физико-математического факультета 2-го курса Александру Стефанову Попову на право обучения в частных домах предметам гимназического курса».

VI отдел Русского технического общества

Но случайный и ограниченный заработок репетитора был недостаточен. Пришлось заняться также и мелкой журналистской работой, а на старших курсах и по окончании университета добывать средства уже электротехнической практикой. На этом поприще Попов приложил свои знания и силы, работая в составе петербургского Товарищества «Электротехник», которое занималось установкой электротехнического освещения, начавшего тогда широко распространяться. Об этом одном из первых русских электротехнических предприятий и участии в нем А. С. Попова мы знаем очень мало. М. А. Шателен, на глазах которого протекала деятельность этого предприятия, пишет:

«И тот ранний период своей деятельности Александр Степанович, заинтересовавшись электротехникой, поступил на службу в образовавшееся тогда в Петербурге общество «Электротехник». Это товарищество устраивало дуговое электрическое освещение в садах и общественных учреждениях, применяя главным образом дифференциальные лампы Чиколева, строило небольшие частные электростанции. В дальнейшей оно устроило в Петербурге электрическую станцию общественного пользования, помещавшуюся в барке на Мойке вблизи пересечения реки с Невским проспектом. В 1880 г. товарищество объявляло, что оно принимает на себя устройство электрического освещения вокзалов, железных дорог, типографий, фабрик и мастерских, гостиниц, ресторанов, магазинов, клубов, театров, садов, площадей, мостов и улиц в городах и т. п. На объявлениях товарищества изображалась дифференциальная лампа Чиколева. В тексте объявления пояснялись преимущества этой лампы, причем одним из главных достоинств выдвигалось то, что «дифференциальные лампы представляют в настоящее время наивысший предел дробления источников электрического света с вольтовой дугой, что электрическое освещение дифференциальными лампами дешевле всякого другого освещения и, наконец, что каждая лампа силою света в 300–350 нормальных спермацетовых свечей требует около ? лошадиной силы».

Уже в 1882 г. товарищество организовало прием абонентов и объявляло, что «Центральный электрический павильон товарищества с запасными силами и электрическими машинами вполне обеспечивает потребителям справное освещение и совершенно исключает возможность погасаний». Товарищество принимало на себя электроснабжение «в районе Невского проспекта от Аничкова моста до Большой Морской» по цене за большие лампы в 300–350 свечей по 35 коп. в час, а за малые (лампы накаливания) в 16 свечей по 3 ? коп. в час, а в 8 свечей по 2 коп. в час.

На службу Товарищества «Электротехник» поступил А. С. Попов. Ему приходилось заниматься монтажными работами, а также эксплуатацией мелких электрических станций, которые сооружало товарищество. Условия эксплуатации были часто довольно оригинальными. Так, при эксплуатации освещения одного из увеселительных садов Петербурга, где Попову приходилось регулировать напряжение динамо-машины изменением числа оборотов, роль вольтметра за неимением электроизмерительных приборов, как вспоминал впоследствии сам великий электротехник, играл мальчишка, стоявший около фонарей и кричавший Попову «поддай», когда фонари начинали гореть, по его мнению, слишком тускло.