Вернер фон Сименс

Промышленная революция

Прошло уже два столетия с того момента, когда с получением патента на паровую машину и ее постепенным внедрением в производство начался век промышленной революции. Существенные конструктивные изменения, внесенные шотландским механиком Джеймсом Уаттом (1736 – 1819), превратившие “огненную машину” Ньюкомена в насос, который нашел широкое применение в горнодобывающей промышленности Англии, были только началом длительного процесса совершенствования этого механизма. Процесса, результатом которого стал вращающийся двигатель, нашедший широкое применение во всех отраслях производства, где до этого работа выполнялась вручную. Вскоре после 1800 года паровая машина Уатта хорошо зарекомендовала себя также в наземных и водных средствах передвижения.

Наряду с материальным прогрессом, наступившим с появлением этой машины в 1789 году, в обществе стали наблюдаться и духовные изменения, которые были отмечены сначала в Западной Европе, а несколько позднее – в Северной Америке. Тогда было много споров по поводу того, являлись ли духовные изменения следствием материального прогресса или судьбе было угодно подвергнуть человечество одновременно воздействию нескольких процессов. Независимо от этого взгляда в развитии человечества существуют определенные, четко ограниченные периоды, которые каждый человек может расценивать, исходя из собственного опыта.

Через несколько лет после получения Уаттом его первого патента, в 1776 году, английский философ Адам Смит (1723 – 1790) опубликовал свой фундаментальный труд, имевший прямое отношение к экономическому развитию общества и озаглавленный “Исследования о природе и причинах богатства народов”. Излагая свои основные взгляды на распределение труда, свободное регулирование рынка через спрос и предложение, он преодолевал старые представления о меркантилизме. Французская революция 1789 года принесла с собой новые либеральные идеи и сопровождалась невиданным до тех пор проявлением духовного потенциала народа, что способствовало возникновению нового, свободного и гуманистического мировоззрения.

Говоря об этих важнейших всемирно-исторических событиях, имевших место на исходе XVIII века, нельзя забывать о том, что они сопровождались исключительно быстрым ростом населения, впервые отмеченным английским экономистом Томасом Р. Мальтусом (1766 – 1834). С тех пор этот рост населения не прекращается и стало обычным говорить о “демографическом взрыве”.

Все эти технические, экономические и социологические факторы оказали существенное влияние на современное общество. И хотя в течение двух столетий и произошли определенные изменения в сторону улучшения, мы все еще очень далеки от совершенства в смысле разумного решения этих проблем.

В рамках промышленной революции отмечалось прогрессивное развитие техники. Она прошла длинный путь от скромных и строго ограниченных попыток по овладению природными силами до создания самых разнообразных приборов, облегчающих физический труд, включая более совершенные средства коммуникаций на больших географических пространствах. Совместными усилиями ученых, инженеров и экономистов были созданы разнообразные механические роботы и подсобные средства, органически вписавшиеся в наше индустриальное общество. Естественным завершением этого процесса, возможно, было бы такое развитие, когда с течением времени блага технической цивилизации будут предоставлены всем людям на Земле в равной степени и все народы также в равной степени смогут участвовать в распределении материальных благ.

Импульс промышленной революции, продолжающейся и до нынешнего времени, исходил из Западной Европы. Обессиленная и политически разобщенная Германия после 1806 и вплоть до 1870 года оставалась в основном аграрной страной. До середины XIX века в мировом техническом прогрессе она была представлена лишь небольшим количеством ученых-изобретателей. Тем заметнее был вклад немцев, внесенный ими в область культуры и музыки.

Вполне оправданно этих деятелей называли “народными поэтами и мыслителями”. Те же немногие, кто занимался техническими проблемами, при господствовавшем тогда в немецком обществе мировоззрении, а также очень низком уровне экономического развития, почти не имели шансов на успех.

В этом мире больших духовных и экономических перемен и родился Вернер Сименс, дело жизни которого стало значительным вкладом в промышленную революцию Германии.

Родительский дом. Школьные годы Вернера Сименса

Нижняя Саксония, Северный Гарц и его окрестности и в особенности древний имперский город Гослар – вот те места, где, начиная с XIV века, по сохранившимся свидетельствам, проживала семья Сименс. Нам точно известны предки Сименса по мужской линии со времени Лютера, что является довольно редким случаем в немецких родословных, которые за некоторым исключением прослеживаются только от начала 30-летней войны. Почитание предков, понимание того, как много они сделали для блага семейства, сохранение полученного от них наследства были основой и смыслом существования семейства Сименс с давних лет. Свидетельством этого являлся культ предков, царивший в семье всегда. В долгой истории этого семейства честных и прилежных работников можно найти в самых различных сферах производства: в сельском хозяйстве, в армии, среди ремесленников, на металлургических и горнодобывающих предприятиях Гарца, в науках, часто в медицине и юриспруденции. Многие из них участвовали и в управлении коммунальным хозяйством Гослара, были членами городского совета, бургомистрами. Начиная с конца XVIII века, среди них встречались и изобретательские таланты, но их число было незначительным. Эти сведения сохранились в подробной семейной хронике.

Часть семьи переезжает в XVIII веке в Нидерланды, другие позже, в XIX веке, эмигрируют в Северную Америку, Россию и Южную Африку.

Большинство разбросанных по всему свету представителей этого рода поддерживают друг с другом тесные родственные отношения, в особенности после создания в 1873 году при содействии Вернера Сименса семейного союза, для размещения которого в 1916 году был приобретен прекрасный старый дом, построенный в стиле итальянской архитектуры в 1693/94 году прямым предком Вернера Сименса Гансом Сименсом. Этот дом находится в Госларе, на улице Шрейбштрассе. Как живой свидетель нижнесаксонского буржуазного рода этот дом и сегодня является местом, где раз в три года собираются на совещания члены семейного союза; в доме хранится семейный архив, в нем имеется библиотека и небольшой музей. Вестибюль и внутренний двор, построенные в стиле старонемецкой архитектуры, открыты для посещения туристами.

К западу от Ганновера, в направлении Дейстера и Везерских гор, где ландшафт становится все более холмистым, на северных отрогах горы Бент расположилась маленькая деревенька под названием Ленте. У входа в поместье, находящегося в течение семи столетий во владении баронов фон Ленте, стоит обелиск с барельефным изображением человека, родившегося в этом месте.

Здесь 13 декабря 1816 года родился Вернер Сименс. Если мы мысленно обратимся к тому времени, вернемся на 180 лет назад и хотя бы в пределах школьной программы припомним события той эпохи, то это будут продолжительные войны за свободу Германии, способствовавшие низвержению наполеоновского режима во многих частях Европы. Мы вспомним также Венский конгресс, определивший в главных чертах политику Европы на последующие 50 лет, и в заключение – рождение Отто фон Бисмарка в 1815 году. Ему, “железному канцлеру”, было предназначено судьбой основать вторую германскую кайзеровскую империю под гегемонией Пруссии. Годы, последовавшие за 1816-м, принесли молодому поколению Германии глубокое разочарование и осознание того, что для создания единого современного государства Германии недостаточно наличия только одного национального подъема или либеральных идей, пришедших с Запада. Но эти годы принесли с собой и нечто позитивное – попытки проведения новой политики, способствовавшей развитию промышленности и ремесел сначала только в Пруссии, потом на всей территории Северной Германии, а затем и в южных ее областях. В Пруссии эти начинания возглавили Петер Кристиан Вильгельм Бейт (1781 – 1853) к Карл Георг Масен (1769 – 1834). Поощрение государством развития промышленности, отмена внутренних таможенных границ должны были решительно поддержать национальную экономику и в конечном счете способствовать политическому единству страны.

Кристиан Фердинанд Сименс (1787 – 1840), отец Вернера, занимался сельским хозяйством. Несколько семестров он проучился в Геттингене, изучая камералистику [1].

В 1812 году он женится на Элеоноре Дейхман, и следующие 10 лет семья проводит в деревне Ленте, где Кристиан Фердинанд арендует у барона фон Ленте усадьбу и занимается сельским хозяйством. Затем Кристиан Фердинанд, имевший к тому времени шестерых детей, переезжает в графство Ратцебург (герцогство Мекленбург-Шверин) и приобретает там земельную собственность – Менцендорф. В противоположность годам, проведенным семьей Сименсов в “королевской великобританской провинции Ганновера” – такое название присвоили обитатели Ленте своему поместью, – условия жизни в Менцендорфе были намного либеральнее. Поначалу даже казалось, что Кристиану Фердинанду будет здесь легче заниматься сельским хозяйством.

Сначала Вернера и его младших братьев и сестер обучала их бабушка Дейхман, позднее к детям стали приглашать домашних учителей, что было принято в те времена, если семьи жили в отдаленных от города поместьях. Самое большое впечатление на Вернера произвел в 1829 году учитель Шпонгольц, который с большим воодушевлением относился к преподаванию немецкой истории. На мальчика, которому едва исполнилось 13 лет, произвели большое впечатление его рассказы о расцвете Торгового дома Фуггер. Это было время конца средневековья, когда семейные объединения, владея довольно значительными территориями, стали обладать заметными властными полномочиями и на долгие годы составили основу для развития верхнегерманского капиталистического предпринимательства.

Уже будучи в почтенном возрасте, примерно в 70 лет, Вернер Сименс в одном из своих писем мечтал о создании “всемирного объединения, наподобие Торгового дома Фуггера”, рассказы о котором в свое время поразили его воображение и в дальнейшем воодушевляли на энергичную предпринимательскую деятельность.

На Пасху 1832 года Вернер Сименс прошел обряд конфирмации [2]. После этого он уезжает из родительского дома, жившего по законам сельской жизни, чтобы учиться в старших классах гимназии и окончить ее в Любеке. Здесь ему стало ясно, что его жизнь в дальнейшем должна быть связана с естественнонаучным или техническим направлением. Но в тогдашней Германии возможности для получения такого образования были очень ограниченны. Вместо того чтобы заниматься изучением греческого языка, он все свое свободное время отдавал изучению математики и топографии, чтобы со временем поступить в Берлинскую строительную академию.

Но вскоре молодому человеку стало ясно, что самостоятельно он не сможет осуществить намеченного им пути. Хотя у его отца, жившего с семьей в Менцендорфе, и были некоторые успехи в ведении сельского хозяйства по сравнению с тем временем, когда семья жила в Ленте, но затем наступили голодные годы, возникли денежные затруднения и другие неприятности, которые удалось преодолеть с большим трудом путем жесточайшей экономии. Вернер хотел последовать совету своего учителя из Любека и заняться топографией и одновременно послушаться отца, который рекомендовал ему попытаться после окончания гимназии переселиться в Пруссию и, если представится возможность, поступить там в военную школу, готовившую офицеров для прусской армии. Отец считал, что именно так Вернер сумеет быстрее добиться положения, которое впоследствии поможет ему выбрать желаемую профессию. Нужно помнить, как велика была роль прусской армии еще со времен Фридриха Великого: каждый, кто носил королевскую армейскую форму, имел наилучшие возможности для устройства своей жизни и выбора профессии.

Начало военной службы

Инженерно-артиллерийская школа в Берлине

Весной 1834 года, к Пасхе, Вернер Сименс окончил любекскую гимназию с отличным свидетельством. На неопределенное время он прощается с Менцендорфом, родителями, братьями и сестрами. Он идет навстречу своему будущему, направляясь пешком в Берлин. Скромный 17-летний молодой человек из провинции, прошедший длинный путь, должен был сначала подготовиться к появлению на военной службе перед офицерами высокого ранга; помогли ему в этом берлинские друзья его семьи, так как по своему внешнему виду этот провинциальный юноша сильно отличался от своих городских сверстников.

О так называемой голодающей Пруссии в ее столице Берлине не напоминало ровным счетом ничего. Совсем наоборот! Благодаря стараниям талантливого архитектора Шинкеля именно в эти годы Берлин превратился в один из самых прекрасных городов Европы. Современная техника, о которой Вернер Сименс до сих пор только слышал и которую знал только по лекциям и сообщениям из Англии, или уже работала в городе на Шпрее, или находилась в ожидании своего использования. Омнибусы, запряженные лошадьми, газовые фонари на великолепной Унтерден-Линден, на северной окраине – машиностроительные заводы и литейные мастерские с дымящимися печами, с паровыми машинами, изготовленными частично в самой Пруссии, оптический телеграф с шестьюдесятью релейными линиями, позволяющими передавать сообщения до Кобленца-на-Рейне, стоящие в гавани пароходы, химические мастерские для окраски текстильной продукции и многое другое – все это должно было завораживающе подействовать на молодого человека, приехавшего из деревни. Здесь он хотел бы остаться, учиться и со временем – сам участвовать во всем этом; все, что он увидел, показалось прекрасным и желанным миром, созданным трудом человека.

Первая попытка вступить в королевскую гвардейскую артиллерию оказалась безуспешной. Там не задумываясь отказали кандидату в офицерское сословие. Однако ему рекомендовали обратиться в артиллерийскую бригаду в Магдебурге. После трудных, но успешно выдержанных экзаменов и некоторого ожидания Сименс был принят в бригаду. Теперь началось само обучение и посвящение новичка в тайны профессии.

Счастливым чувствовал себя молодой Вернер Сименс, когда его командировали на три года в Берлин для получения технического образования в объединенной инженерно-артиллерийской школе. Это полностью отвечало его склонностям к учебе и надеждам попасть в Берлин. Здесь под руководством опытных учителей, преподававших также в Берлинском университете, он начал изучать математику, физику, химию и, конечно, баллистику – основу артиллерии. Каждую минуту свободного времени молодой солдат использовал, чтобы кроме программных дисциплин заняться своими любимыми науками и осмыслить все, что он успел узнать. В 1838 году после трехлетнего обучения в Берлине он получил первый отпуск для поездки домой. Гордый своими успехами, со знаками отличия лейтенанта прусской артиллерии, он приехал в Менцендорф и провел там четыре недели в кругу семьи. Это был последний раз, когда он вместе со всеми членами семьи смог испытать тепло родительского дома.

Летом 1839 года после долгой болезни умерла его любимая мать. Не прошло и полугода, как в январе 1840 года умер и отец, не переживший этой потери под тяжестью материальных невзгод.

Теперь для Вернера, самого старшего из десяти подрастающих братьев и сестер, наступило время тяжелых испытаний. Он пообещал матери, что в случае смерти родителей заменит младшим братьям и сестрам отца. Это была задача, решить которую ему было трудно, так как, хотя он и осознавал свои моральные и материальные обязательства, Вернер Сименс в чине младшего офицера не располагал достаточными средствами, которые были необходимы для решения этой задачи. Предстоящая ликвидация арендованной земельной собственности в Менцендорфе, распределение младших братьев и сестер среди родственников и у сестры Матильды, вышедшей замуж за профессора Гимли, не представлялись ему полным решением проблемы и не давали ощущения выполненного долга. Незадолго до смерти родителей он взял к себе в гарнизон в Магдебург своего самого младшего брата Вильгельма, родившегося в 1823 году, чтобы помочь в получении школьного образования и организовать ему частные уроки математики. Сделав это, он стал смотреть дальше и думать о том, что можно еще предпринять, чтобы лучше решить задачу, поставленную перед ним судьбой.

Нужда – хороший учитель. Осознавая свою физико-техническую одаренность, Сименс одновременно с офицерской службой решает заняться изобретательством. Он хорошо понимал: чтобы эта работа давала доход, любое его новшество должно приносить пользу. Поэтому он обратил внимание на такие, на первый взгляд, не связанные между собой проблемы как анастатический метод обработки материалов, пресс для получения искусственных материалов, регулятор паровой машины.

Особые во многих отношениях обстоятельства сопровождали его метод гальванического покрытия золотом и серебром. Этот метод Сименс изобрел в 1842 году вслед за аналогичным изобретением петербургского профессора Б. С. Якоби. Это было первое изобретение Сименса в области электротехники, за которое он получил свой первый изобретательский патент. Примечательным является то, что определенную часть необходимых для этого опытов Сименс проделал, находясь в заключении в Магдебурге, куда он попал за участие в дуэли –Сименс был секундантом одного из своих товарищей. Он на несколько дней был посажен в тюрьму, но ему было разрешено заниматься проведением опытов, так как он имел офицерское звание. Несколько позднее ею брат Вильгельм, которому исполнилось к тому времени 20 лет, едет с этим изобретением в Англию – с заданием выгодно продать его промышленникам; ему повезло: некто Элкингтом в Бирмингеме приобрел это изобретение за 1500 английских фунтов и Вильгельм как “золотая рыбка” вернулся в Магдебург. На некоторое время финансовые заботы несколько отступили. Для Вильгельма этот успех имел большое значение. Весной 1844 года он переселяется в Англию на постоянное жительство; там он обрел свою новую родину.

Между тем Вернер Сименс продолжал свою военную карьеру. Если бы у него не было собственного духовного мира с естественно-научными и техническими интересами, который, как он надеялся, в будущем сможет оказать ему существенную помощь, он мог бы прийти в отчаяние от бессмысленности и монотонности службы в небольшом провинциальном гарнизоне. Но вот его переводят из Магдебурга в еще более мелкий гарнизон, в Виттенберг.

Затем он снова был переведен в Шпандау, в пиротехнический отряд, что было новым счастливым поворотом в его судьбе. По случаю празднования дня рождения одного из членов семьи принца Карла Прусского в порту, в Глиникерском парке должен был состояться роскошный фейерверк, и Сименсу предоставлялась блестящая возможность продемонстрировать свое мастерство, за что он был удостоен признательности со стороны принца. В состоявшейся после фейерверка заключительной регате лейтенант Сименс в спортивном соревновании сумел победить принца Фридриха Карла, сына устроителя праздника Карла Прусского.

Может быть, этот контакт способствовал тому, что отряд из Шпандау был переведен в Берлин, стал составной частью берлинских артиллерийских мастерских, а Сименс был назначен ответственным за это мероприятие. Таким образом осуществилась самая заветная мечта молодого офицера.

Благодаря последовательному и планомерному поощрению промышленности и ремесел, производимому Петером Бейтом, в Берлине в то время было много машиностроительных заводов, ведущим среди которых было быстрорастущее и процветающее производство паровозов, возглавляемое Августом Борзигом. В соревновании между паровозами Борзига и локомотивами английского производства первые доказали свое преимущество. Этим было сломлено недоверие по отношению к отечественному производству и преодолено мнение, что английские образцы локомотивов всегда превосходят все остальные. После того как в 1838 году между Берлином и Потсдамом была проложена первая прусская железнодорожная линия, в 1843 году было принято решение о строительстве целой сети железных дорог вокруг Берлина. На следующие 50 лет было намечено увеличение общей протяженности железнодорожных линий примерно в 100 раз (с 470 до 42000 км ). Берлин был охвачен духом строительства, который являлся знаком времени, отражающим прогресс в естественных науках и технике.

Физическое общество

Электрический телеграф

Там, где река Шпрее служит естественной границей Берлина, располагались королевские артиллерийские мастерские – место службы лейтенанта Сименса. Как и раньше, так и теперь в Берлине, где солдата поджидают по вечерам самые разнообразные удовольствия, он оставался верным своим добродетелям. Очень редко он принимал участие в развлечениях своих товарищей. Ему было нетрудно отказаться от их легкомысленных забав, так как он чувствовал себя счастливым, занимаясь изучением новых предметов и расширяя круг своих научных интересов.

В то время в Берлине было довольно много возможностей для желающих продолжить свое образование в технической и научной сфере. Так, в промышленной школе Бейта каждый желающий мог получить разнообразные технические знания. В образованном в 1839 году Политехническом обществе, в которое вступил и Вернер Сименс, его участники делали научно-технические доклады, обычно в доступной всем популярной форме.

Волна научных и естественно-научных интересов охватила все берлинское общество с тех пор, как великий естествоиспытатель Александр фон Гумбольдт (1769 – 1859) выступил со своими знаменитыми докладами перед восхищенными согражданами. В 1827 году он возвратился в родной город Берлин после многолетнего пребывания за границей и наглядно представил им результаты своих исследований, проводившихся в разных частях света. Благодаря его выступлениям интерес к естественным наукам поддерживался в обществе, можно сказать, непрерывно.

Занятия и лекции профессора Густава Магнуса (1801 – 1870) имели явную естественно-техническую направленность. С 1831 года он имел кафедру в университете и, кроме того, преподавал в инженерно-артиллерийской школе, где его лекции слушал Вернер Сименс. Экспериментальные, но всегда связанные с живой практикой лекции способствовали тому, что в 1842 году был основан первый Физический институт Германии.

Существовала традиция, по которой нынешние слушатели, а также те, кто когда-то учился у Магнуса, вечерами собирались вместе, чтобы обменяться мнениями, при этом нередко дело доходило до деловых дискуссий. В 1845 году все эти энтузиасты вступили в “Физическое общество”. Среди них были и те, кто впоследствии прославил свое имя, например: Дюбуа-Реймон, Брюкке, Беец, Клаузиус, Гельмгольц, Людвиг, Кноблаух и Вернер Сименс. Все они через несколько десятилетий участвовали в образовании Немецкого физического общества, существующего и поныне. Все слушатели и сторонники профессора Магнуса образовали постепенно ядро немецких естествоиспытателей и стали впоследствии руководителями кафедр или исследовательских учреждений.

К числу самых ярких личностей этого круга молодых ученых, без сомнения, принадлежал Вернер Сименс. Здесь он мог свободно обсуждать физические и технические проблемы электрической телеграфной связи. Он высказал ряд критических замечаний по поводу имевшей большие недостатки и довольно поздно (1832) введенной в Пруссии оптической телеграфной связи, а также медленного сооружения английского стрелочного телеграфа Уитстона. С помощью вагнеровского молотка ему удалось добиться постоянного электроуправляемого синхронного вращения передающего и приемного механизмов. После того как он на опыте убедился в реальной возможности такого усовершенствования, то выступил перед своими друзьями по “Физическому обществу” с докладом. Среди них был человек, который с особенным интересом слушал его:

Иоганн Георг Гальске.

Гальске родился в 1814 году в Гамбурге, изучал сначала в родном городе, затем в Берлине точную механику и считался в то время одним из самых способных специалистов своего дела. Когда Сименс демонстрировал свое изобретение на сконструированной им самим модели, изготовленной из особого сорта дерева (применявшегося для ящиков, в которых хранились сигары), белой жести, листового железа и медной проволоки, Гальске так воодушевила эта идея, что он решил полностью посвятить себя вместе с Сименсом изготовлению этого прибора, отказавшись от работы в своей собственной мастерской.

Вернер Сименс не ограничился конструированием одного только стрелочного телеграфа, он продумал целую систему, необходимую для экономичного функционирования всей передающей техники, к которой относились устройство грозозащиты, а также так называемые реле, которые позволяли передавать электрический ток на значительные расстояния, сохраняя и усиливая первоначальный импульс.