Изобретено в России: История русской изобретательской мысли от Петра I до Николая II

Так что британские сейсмологи активно искали международные связи, и в 1897 году сейсмологический комитет при Британской ассоциации развития науки предложил Петербургской академии план сотрудничества в этой области. На тот момент временные сейсмические комиссии в России уже создавались, в частности после Верненского землетрясения 28 мая 1887 года (сегодня Верное — это Алма-Ата). В результате 25 января 1900 года царским указом была образована Постоянная центральная сейсмическая комиссия во главе с астрономом Оскаром Андреевичем Баклундом, ординарным академиком и директором Николаевской главной астрономической обсерватории (Пулковской). Голицын на тот момент руководил Экспедицией заготовления государственных бумаг: его организационные таланты оказались значительно полезнее научных. Он действительно провел серьезную реформу работы экспедиции, полностью и очень качественно ее реорганизовав, но к нашему вопросу это отношения не имеет.

В сейсмическую комиссию Голицын вошел в качестве физика. Сложно сказать, почему именно он. Борис Борисович был фигурой заметной, но ученым средним. Скорее всего, это решение показалось оптимальным для того, чтобы обуздать его исследовательский пыл и приложить энергию к делу. И здесь, как ни странно, спорный подход Голицына к работе — «идея превыше расчета» — сработал на «отлично». Кстати, ровно того же принципа придерживался во всех своих исследованиях Альберт Эйнштейн, и это говорит о многом.

Поскольку землетрясения были настоящим бичом юга России, денег комиссия получала предостаточно, и с каждым годом количество и уровень исследований росли в геометрической прогрессии. К 1903 году в стране работали уже 17 сейсмических станций, а Россия стала одним из первых членов только-только образованной Международной сейсмологической организации.

Дело практики

Голицын с головой ушел в работу и плотно занялся конструированием новых типов сейсмографов. В первую очередь он пытался решить ту самую британскую задачу о регистрации слабых колебаний. И, как ни удивительно, оказался в этом вопросе гением. Просто он долго искал свою стезю.

Сейсмографы того времени были сугубо механическими и регистрировали колебания на закопченной бумаге. Землетрясения интенсивностью до 4 баллов они могли почувствовать разве что случайно. А если говорить о дальних землетрясениях, то здесь вступали в действие различные искажения, возникающие при прохождении сейсмическими волнами больших расстояний, а также явление резонанса. Наиболее продвинутой системой был маятник Ребера-Пашвица, способный уловить удаленное землетрясение с очень высокой магнитудой (от 7 баллов и выше); в 1889 году такой опыт, проведенный в Геодинамической обсерватории немецкого города Вильгельмсгафен, впервые более или менее удался.

Механические сейсмографы имели свой предел. Ближе всего к нему подошел выдающийся немецкий физик Эмиль Вихерт, представив одновременно с Голицыным механический сейсмограф своей конструкции, способный достигать 200-кратного увеличения сейсмических волн для их фиксации.

Схема горизонтального сейсмографа Голицына с горизонтальным Маятником. Сейсмограф состоит из латунного стержня а, подвешенного на двух тонких стальных нитях C1 и С2; ось вращения маятника проходит через точки б и в. На стержне эксцентрично посажен латунный груз М весом 7,2 кг, на конце стержня укреплены индукционная катушка г и медная пластинка

Источник: В. А. Красильников «Звуковые волны в воздухе, воде и твёрдых телах» (второе издание переработанное. ГИНТЛ, 1954 год).

Голицын же изначально стал бороться с главной проблемой механических сейсмографов — трением. Чем большее увеличение, чем большая точность нужна, тем тяжелее приходилось делать маятник для преодоления сил сопротивления. Вы скажете: «Да что это за трение, там же всего лишь перо царапает прокопченную бумажку!» Но не забывайте, что сам прибор неимоверно чувствительный, и мизерное, казалось бы, трение вносит порой погрешность, делающую замер абсолютно невозможным. Поскольку в России на тот момент была серьезно развита электротехника, Голицын задался целью добиться электрической бесконтактной фиксации показаний.

И в 1903 году он добился успеха. В его системе с маятником связывалось не перо, а индукционная катушка, движущаяся относительно постоянного магнита. Когда маятник качался, смещалась и катушка, отчего менялся магнитный поток и возникала ЭДС, пропорциональная отклонению маятника. Оставалось только зафиксировать ее. Эта технология была уже известна по фотографии: ленточная фотопленка и светолучевой метод записи.