Оставшаяся в тени. Первая женщина-электрик

Женщина-врач, женщина-ученый, женщина-инженер. Эти привычно-банальные слова не вызывают у современников удивления. Более того, пол специалиста высокого класса даже не подчеркивается. Он играет второстепенную роль.

Увы, так было не всегда. Сравнительно недавно в 1858г. на съезде врачей Германии была принята резолюция о недопущении женщин во врачебную практику. В России талантливому математику Софье Ковалевской могли предложить только вакансию учительницы начальных классов. Во Франции лауреата Нобелевской премии по физике 1903 года Марию Кюри-Складовскую не избрали в Академию наук только потому, что она была женщиной. Мало того, она за свою исследовательскую работу вообще не получала зарплаты. Только в ноябре 1904г. ей дали «законные права входить в лабораторию мужа» и получать деньги. [1].

В большинстве университетов женщин не принимали в качестве слушательниц даже за деньги, а там, где принимали, им выдавались удостоверения об окончании не имеющие юридической силы для занятия государственных должностей. Как выразился профессор высших женских курсов Петербурга И.М.Сеченов в те времена женщины просто «стремились сознательно и бескорыстно к образованию, как к высшему благу» и все. [2].

Здесь речь пойдет о человеке талантливом, целеустремленном и смелом, сумевшем стать первой женщиной-членом международной организации «Союза инженеров-электриков», первой женщиной-ученым, сделавшей официальный доклад в Британской академии наук – Лондонском Королевском обществе и оставившей следы своей деятельности в электротехнике, радиотехнике, кинематографии и даже в военной технике. Конечно, ей помогли помимо личных природных качеств и случайные обстоятельства биографии. Ей повезло. Но везет тем, кто работает и ищет.

В России имя этой женщины почти не известно даже специалистам. Оно осталось в тени. Но заслуживает того, чтобы его знали.

Возникновение новой науки.

В 1891г. произошло внешне ничем не примечательное событие. Одна из фирм, пытающаяся укротить энергию Ниагарского водопада, объявила всемирный конкурс на лучший проект. Во время заседания конкурсной комиссии один из инженеров-электриков заявил: «Эти господа пытаются за премию в 3000 долларов заполучить информацию, цена которой сотни тысяч». Тогда бизнесмены не понимали, что знания в области электротехники стоят больших денег.[4].

Первыми это поняли японцы, что видно по бурному развитию их электроники. Еще в 1875г. Правительство Японии основало в Токио Имперский инженерный колледж, в преподаватели которого вербовались опытнейшие инженеры-электрики со всего мира. Среди них оказались англичане – Вильям Айртон, главный специалист телеграфа компании Лондон-Калькутта и Джон Перри, участник прокладки трансатлантического телеграфного кабеля.

Оба специалиста высшей квалификации оказались первыми профессорами в области новой науки – электротехники. Помимо преподавательской деятельности они проводили опытные исследования в специализированной лаборатории, которую сами спроектировали и построили. Здесь они изобрели и изготовили ряд новых приборов. Многие их электротехнические разработки нашли применение в промышленности и на транспорте.

Японцы для этого не жалели денег. В дальнейшем колледж стал основой Токийского университета.

В тоже время на родине первых профессоров начинают понимать тоже, что для перспективной экспансии электротехники во все области народного хозяйства с помощью одиночек-изобретателей задача не решится. Технические колледжи, готовившие специалистов для промышленности Великобритании, объединяются в 1884г. в Имперский Колледж Науки и Технологий. Он становится технологической базой Лондонского университета. Сюда и возвращаются английские специалисты из Японии.

Начинается подготовка собственных кадров. В прочем, не только подготовка.

Великобритания традиционно не имела научно-исследовательских организаций и весь процесс разработки и внедрения новой техники осуществлялся либо на фирмах-производителях, либо в университетских лабораториях. Требовалось только финансирование и за ним дело не стало.

Страна, лежащая на островах, климатическими особенностями которых являются густые туманы, всегда нуждалась в ярких источниках света для своих сотен маяков. Лучше всего для этой цели подходил свет электрической дуги, который был виден за десятки миль.

Идея была прекрасной, но надежных дуговых осветительных установок в то время не существовало. Горение дуги было неустойчивым, свет принимал разные оттенки, создавался мощный шум. Высокая температура дуги расплавляла и сжигала все известные материалы изоляторов. Электроды неравномерно сгорали, что требовало непрерывной регулировки для удержания их в фокусе отражающего зеркала.

Для создания надежного светильника требовались специальные изыскания, финансирование которых взяло на себя морское ведомство. Работы в этой области взяли на себя профессора В. Айртон и Т. Матер. Им была поставлена задача: «обеспечить максимальное освещение при данной мощности генератора». Одновременно они не прекращали ра- боту по подготовке кадров, привлекая слушателей к порученным разработкам.

Начало карьеры.

При наборе слушателей в новый колледж произошло довольно любопытное событие. Инженером-электриком захотела стать женщина, что в те годы было далеко неординарным явлением. Ей было 30 лет и она имела за плечами математическое образование, полученное в Гиртон-колледже Кембриджского университета. Правда в те времена женщинам-выпускницам степень бакалавра не присуждалась, хотя спрашивалось по полной программе. Взамен выдавались удостоверения, которые, впрочем, официальным документом не считались.

Выпускница Кембриджа 1881г. зарабатывала себе на хлеб, занимаясь репетиторством. К 1884г. она накопила немного денег для оплаты за обучение в новом колледже, опубликовала несколько математических работ в педагогическом журнале и запатентовала чертежный прибор, позволяющий делить любую линию на любое число частей.

Студентка была «живой, привлекательной и независимой женщиной». Даже противники женского равноправия свидетельствовали о ее «значительном личном обаянии». Ничего удивительного не было в том, что недавно овдовевший 37-летний профессор Вильям Айртон сделал студентке предложение и они зарегистрировали брак в 1885г. Супруга профессора стала именоваться Гердой Айртон. Родившаяся дочь и дочь от первого брака профессора, а также хлопоты по домашнему хозяйству, хотя и отвлекали студентку от занятий, но курс колледжа был пройден. Ну и что же? А ничего! Новоиспеченный специалист оказался невостребованным, хотя Герда после сдачи специальных экзаменов, получила степень бакалавра в Лондонском университете.

Изменили обстоятельства два случая ничем не связанные друг с другом. В 1891г. умирает во Франции мадам Бодикон, активистка движения за равноправие женщин и завещает свое состояние в пользу Герды Айртон. Теперь супруга профессора может нанять домработницу и переложить на нее часть семейных обязанностей. К этому времени у военных моряков возникает идея использовать свет электрической дуги как боевого средства. По их идее яркий свет электрической дуги на корабле должен направляться на нападающие миноносцы и ослеплять противника, мешая прицельному торпедированию. Понятно, что свет этого светильника должен быть очень ярким и очень надежным.

Профессор Айртон и его помощники не успевали с многочисленными опытами, тем более что им приходилось часто выезжать на многочисленные электротехнические выставки во Францию, Германию и США. Только так можно было знакомиться с новейшими достижениями выдающихся электротехников мира – Сименса, Яблочкова, Эдисона и других. Иных способов, чтобы не отстать от них не существовало. А тогда поездка, например в США, занимала месяцы.

Перед одной из поездок совершенно случайно работники лаборатории испортили лабораторный журнал профессора с результатами многочисленных исследований. Это была почти катастрофа. Ведь военное ведомство контролировало финансирование. Поэтому было решено восстановить журнал, допустив Герду Айртон к повторению опытов. Она, конечно, была в курсе всех событий и результатов в лаборатории и блестяще справилась с этой задачей.

В лаборатории.

Первые же наблюдения над вольтовой дугой, так тогда назывался дуговой разряд, дал удивительные результаты. Оказалось, что электрическая дуга является специфическим проводником, при котором не соблюдается закон Ома. Мнение, что столб раскаленного газа дуги испускает свет, не соответствует действительности. Ослепительный свет исходит преимущественно из концов раскаленных электродов. Температура их настолько высокая, что ее замеры производятся только оптическими способами, ибо все известные в природе элементы в ней испаряются.

Герда начинает самостоятельные опыты с угольными электродами. Меняет их диаметры, расстояние между углями, изменяет токи, измеряя напряжение.

По полученным данным составляются тысячи графиков, так называемых характеристических кривых. Ищутся закономерности изменений. Подбираются составы электродов, их форма, так как при некоторых режимах дуга ведет себя неустойчиво, гаснет.

Экспериментатор помещает дугу в разные среды помимо воздуха – в светильный газ, водород, азот… В инертном газе дуга горит лучше, устойчивее. Отсюда делается вывод, что в зоне горения дуги в воздухе идут окислительные процессы, мешающие нормальному горению.

Она не знает, что скоро в основе работы радиопередатчика (радио еще называется искровым телеграфом) будет использована электрическая дуга. Именно дуга сможет заменить искру, сделав колебания в антенне незатухающими. И эти эксперименты Айртон ой как важны для будущего радиотехники.

Женщина-ученый выводит формулы, по которым можно в практической деятельности руководствоваться инженерам – сварщикам, металлургам, светотехникам.

В 1895г человечество получает в подарок оно из величайших изобретений – кинематограф. Для проецирования“движущихся картин” на большой экран требуется яркий источник света. Лампочки накаливания Эдисона еще слабы, маломощны. Лучше всего подходят дуговые лампы. Но они издают неприятные звуки, шумят. Это не приемлемо, если учесть, что в те времена проектор находился в общем зале со зрителями. В прочем шум мешает не только здесь. Дуговые лампы, установленные в театрах, особенно оперных, своим шумом отравляли зрителям восприятие музыки и нюансов речи. И Айртон разрабатывает специальный фонарь для проекционных аппаратов, менее шумных, с приемлемым для человеческого глаза спектральным составом света. Она патентует фонарь, как изобретение. Впрочем, с шумом дуги в лаборатории Вильяма Айртона борется не только она.

Молодой ученый Вильям Дуддель в 1900г. решает шум дуги уменьшить с помощью электрического фильтра – комбинации индуктивности и емкостей. Мысль оказалась перспективной, но в данном случае бесполезной. Подсоединив параллельно дуге конденсатор и катушку, вместо уменьшения шума исследователь получил помимо шума еще и громкий свист. Однако, нет худа без добра. Оказалось, что изменяя емкость конденсатора, можно было получать музыкальные звуки различных частот. Дуга запела. Так появился генератор незатухающих колебаний, основа современной радиосвязи. Но, не взирая на то, что изобретатель в публичной демонстрации устройства на примитивной клавиатуре исполнил звучащей дугой гимн Англии: «Боже, храни короля», изобретение на родине не найдет применения. Близорукость военно-морского ведомства его величества поразительна. Это прочувствуют моряки в 1914г. на своей шкуре, когда их противник – более дальновидная кайзеровская Германия обеспечит качество своей радиосвязи на порядки выше английской. А в основе немецких радиопередатчиков будет угольная дуга, горящая в среде водорода. Однако вернемся к Герде Айртон.

Она считала работы над дугой вершиной своей научной деятельности. В 1902г в Лондоне издается ее книга «Электрическая дуга», которая весьма ценилась специалистами всего мира. Свой же вклад в защиту Англии в Первой мировой войне она тоже сделает. В чем он заключался будет ясно из последующего изложения.

Страничка биографии.

Герда Айртон (урожденная Маркс) родилась в Портси, Англия, в 1854г. была третьим ребенком из восьми детей часовщика, эмигранта из Польши. Ее отец был неудачником, к тому же рано ушедшим из жизни в 1861г. Мать, искусная вышивальщица, пыталась своим трудом прокормить ораву детей. Понятно, это с трудом удавалось даже с помощью «филантропических организаций». Разумеется, о приличном образовании детей речь даже не шла. Поэтому Герду мать отдает на воспитание своей сестре, учительнице и совладелице частной школы в Лондоне.

Школа-интернат, где Герда обучалась с детьми тети, была элитной и поэтому она получила возможность общения не только с учениками, но и их родителями- представителями местной интеллигенции. Среди них была и писательница Мэри Эванс, публиковавшаяся под мужским псевдонимом Джордж Элиот.

Окончив школу, Герда остается в Лондоне и не только зарабатывает себе на жизнь рукоделием, но и помогает своей семье. К счастью талантливая девочка была замечена и богатые сторонники женского образования вносят за неё плату за обучение в Кембриджском университете, где ими основан Гиртон-колледж специально для обучения и проживания только женщин.

После успешной сдачи вступительных экзаменов по математике и английскому языку в 1876г. она становится студенткой. Все помыслы юных леди Гиртона направлены на то, чтобы доказать своим примером, что они ничем не хуже джентльменов, обучающихся в других колледжах. Герда Маркс организует женскую пожарную команду, поет в хоре, вместе с Шарлоттой Скотт создает математический клуб, «чтобы обсуждать любой математический вопрос». Напряженная учеба не лучшим образом отразилась на её здоровье. У ней повысилось артериальное давление и ей часто приходится его измерять. Чтобы сократить время на эту процедуру, она изобретает новый тип тонометра. Наконец в 1881г. университет закончен, но ей вручают вместо диплома ничего не- значащую бумажку. Тем не менее, она дает частные уроки, становится репетитором. Появились кое-какие деньги, которые она решает использовать для продолжения учебы. Известно, что на Западе хорошим специалистом считается тот, кто получал образование в нескольких вузах. Именно это обстоятельство приводит Герду в технический колледж.

Её муж- Вильям Айртон, считавшийся учителем почти всех инженеров телеграфистов Англии, занимал пост Президента Института инженеров-электриков, общественной организации, существующей на взносы своих членов.

Он то и привлек Герду к работе в собственной лаборатории. Высококлассный специалист Айртон оценил знания супруги и ее энтузиазм, но подчеркнуто не вмешивался в ее эксперименты. Это знали все, не только сотрудники их лаборатории. В 1899г. Герда Айртон делает в институте доклад о своих наблюдениях по Вольтовой дуге, который производит на слушателей большое впечатление. Проблем с голосованием не было и ее избирают членом Института инженеров-электриков. Так появилась первая женщина-электрик.

В 1901г. её муж серьезно заболевает. Семья вынужденно уезжает от лондонского смога на морское побережье. Здесь нет электротехнической лаборатории, но есть морские волны, по которым можно наглядно изучать характер любого волнового движения . А оно вызывает множество вопросов у физиков, электриков, радистов, студентов. Ведь электромагнитные колебания имеют волновой характер.

Её, как инженера-электрика, заинтересовал феномен появления ряби на песке при отступлении моря во время отлива. Исследовательница заказывает десятки стеклянных аквариумов, заполняет их водой с песком и размещает в своем дачном домике, где проживает с больным мужем.

В опытах она взбалтывает разными способами воду и наблюдает, наблюдает. Материалы изучаются, анализируются. Результатом является работа по волновым процессам. Работы по дуге и волновым процессам не остались незамеченными учеными Англии. В 1902г. ее выдвигают кандидатом в члены Лондонского Королевского общества. Но Чартер (устав) академии не позволяет любой женщине быть ее членом. Это было для Герды тяжелым разочарованием.

В 1903г. к ней в глушь, на побережье из Франции приезжает Мария Кюри-Склодовская. Она в состоянии тяжелой душевной депрессии не только потому, что ее также не выбирают в Парижскую академию и по той же причине. Но и из-за сплетен недоброжелателей, распространяющих слухи, что она печатает не свою долю исследований, а просто публикует труды недавно умершего мужа- Пьера Кюри. Они много лет дружат семьями и Герде тоже знакомы упреки в собственный адрес на такую же тему. Она успокаивает подругу, отвлекает ее от переживаний и снова возбуждает у нее интерес к жизни. Вскоре Мария получит вторую Нобелевскую премию и это доставит Герде большую радость.

В 1906г. ГЕРДУ Айртон приглашают в Королевское общество сделать доклад по темам ее работ. Доклад был сделан блестяще и её научные работы были представлены к награде Большой медалью и небольшой премией. Но радость была не в премии, а в том, что она оказалась первой женщиной читавшей доклад в английской Академии.

В годы первой мировой войны большой патриот своей родины Герда Айртон разрабатывает конструкцию специального вентилятора для борьбы с отравляющими газами противника, тогда впервые примененными немцами. Она изобретает малогабаритный вентилятор для выдувания ползущего по земле тяжелого отравляющего вещества и вентиляции окопов. Авиация тогда была развита недостаточно, чтобы иметь возможность атаковать с воздуха, и метод, предложенный Гердой, был принят. Британская армия закупила 100.000 таких вентиляторов.

Герда Айртон на 15 лет пережила своего мужа, первого в истории профессора электротехники. Умерла она в 1923г. В этом же году Лондонское Королевское общество разрешило, изменив устав, членство женщин в своем обществе.

Такое вот случайное совпадение.

Б. Хасапов.

Библиография:

1. Е.Кюри. Мария Кюри. М.,1968, с.218.

2. И.М.Сеченов. Автобиографические записки. М.,1952, с.239.

3.Р.Белфилд. Ниагарская система: Эволюция комплекса.(1883-1896) Труды ТИИЭР т.64, № 9, с.100.

4. Е.П.Тверитинов. О значении электрического освещения, как боевого средства. Известия Минного офицерского класса 1884, вып.12. с.123-130.

5. О.Д.Хвольсон. Курс физики. Т.5, Берлин , с.809-831.

6. Marjorie Malley. Hertha Marks Ayrton. В кн: Woman in Chemistry And Physic. Greenwood Press, 1993.