Рассмотрим эту проблему и с другой стороны: с точки зрения влияния гальванотехники на становление электротехники.
Продолжая мысль об экономических стимулах развития электротехники в период 1840–1870-х гг., Бернал отмечает, что именно запросы новых областей техники: телеграфии, гальванопластики, дугового освещения, лампы накаливания,– сыграли здесь решающую роль. Что касается важности вклада каждой из этих областей, то существуют две трактовки. Согласно Берналу, гальванопластика в силу своей специфичности обусловливала развитие лишь некоторых сторон электротехники: «Гальванопластика требовала применения сильных токов и стимулировала использование некоторых видов механически получаемого электричества. Это привело к применению первого принципа Фарадея, однако только того, который относится к постоянным магнитам (машина Пикси)… К тому же потребности гальванопластической промышленности никогда не могли быть очень обширными».
С другой стороны, согласно Р. Шелленбергу «…большая часть предыстории электротехники заключается фактически в развитии генераторов для электропокрытий… В 1840–1870 гг. именно гальваностегия и гальванопластика… обеспечили рынок для электрического оборудования…».
Таким образом, бурное развитие электротехники, выделение ее в самостоятельную научную и практическую традиции на рубеже 1870–1880-х гг. явилось основным стимулом для перехода гальванотехники на новую ступень – к промышленному производству. Введение динамомашин в начале позволило дешево получать большие количества электроэнергии для основной операции – электролиза, а затем – после организации централизованного энергоснабжения уже в XX в. – революционизировало и вспомогательные процессы.
Другим важным следствием развития учения об электричестве и магнетизме и практической электротехники явилось создание приборов для измерения силы тока и напряжения на ванне – первых показывающих контрольно-измерительных приборов в гальванотехнике.
С середины 1880-х гг. была признана важность хорошего знания электротехники специалистами-гальваностегами: «…желая посвятить себя гальванопластике, должно прежде всего познакомиться с основными законами электричества и изучить гальванические элементы и динамоэлектрические машины, а также приобрести навыки в обращении с приборами, служащими для измерения тока».
Таким образом, при существующем расхождении в оценке степени влияния потребностей гальванотехники на развитие электротехники, взаимосвязь этих областей очевидна. Но, как справедливо отмечал В. Оствальд, хотя техническое развитие «изобретений» гальваностегии и гальванопластики в крупное промышленное производство «стало возможным лишь с изобретением богатых источников электричества, сделавших… возможным и экономически целесообразное производство,.. это последнее изобретение не связано… с принципиальным изменением основ дела, а представляет собой только дальнейшее развитие его технической и коммерческой стороны».
Технико-экономические и социальные предпосылки формирования гальванического производства
Следствием увеличения масштабов научно-технического прогресса, которое было характерно для второй половины XIX в., стало возникновение новых, совершенствование и расширение существующих областей производства. Так, обозначившаяся в начале XIX в. потребность в новых видах транспорта, продолжала возрастать, предъявляя все более жесткие требования к его быстроте и надежности. В результате быстро развивалось велосипедостроение, а с 1895 г. – автомобильная промышленность. В 1890 г. во всем мире было 11 тыс. автомобилей, в 1914 г.– 1826 тыс., в 1921 г.– 10922 тыс..
С первого десятилетия XX в. мировым лидером в автомобилестроении становятся США. С самого начала на автозаводах страны появились гальванические цеха. Вначале отдельные части машин стали покрывать латунью. Но уже в 1913 г. для отделки начали использовать никель, а для высококлассных моделей – даже серебро. В связи с этим орган Американского общества гальваностегов журнал «Метал Индустри» писал: «Никель, нанесенный без подслоя, становится тусклым и легко облупливается… Этому сильнее подвержены стальные детали, чем латунные. В дальнейшем сталь будет еще шире использоваться в дешевых машинах для частей, ранее производившихся из латуни… Это должно положительно повлиять на профессию гальваностега, так как она рано или поздно потребует внимания».
Важной экономической предпосылкой развития некоторых областей производства, в которых также получили применение покрытия, стала Первая мировая война (1914–1918 гг.), когда из-за нарушения поставок железной руды и ряда цветных металлов в воюющие страны возникла острая необходимоссть их экономии. В этой ситуации в машиностроении встал вопрос о замене ставших недоступными или дефицитными цветных металлов, традиционно применявшихся для производства многих изделий, другими, уступающими по свойствам, но имеющимися в распоряжении. При этом качество изделий сохранялось за счет использования очень экономичных покрытий.
Следствием войны явилось также возрастание объема производства металлических изделий, главным образом за счет военных заводов или заводов, работавших на военные ведомства, в связи с чем большое внимание стало уделяться защите металлов от коррозии. Это, в свою очередь, привело к тому, что, вместо старейших функций гальванических покрытий – декоративной и декоративно-защитной, на первый план выступила новая – защитная.
Роль теоретических научных исследований в развитии гальванотехники
Рассмотрение роли научных исследований, главным образом теоретической электрохимии, в развитии гальванотехники показывает, что ведущая роль теории на стадиях лабораторных экспериментов (1800–1838 гг.) и создания технологического процесса (1838 г. – 1870-е гг.) подчеркивается всеми исследователями.
Как же дальше складывались взаимоотношения теории и практики? Если исходить из осознания процесса развития гальванотехники учеными, работавшими в ней в период 1870 – 1920-х гг., то есть «изнутри», складывается следующая картина. С начала века и примерно до конца 1870-х гг. электроосаждение металлов оставалось «делом науки». (Правда, зачастую под этим понималась не ведущая роль науки в развитии гальванотехники как промышленного производства, а лишь то, что процессы электролиза являлись объектами, в основном, лабораторных исследований.) Примерно на рубеже 1870 – 1880-х гг. гальванотехника «оторвалась» от науки. В результате на протяжении последней трети XIX и первой четверти XX в. «не было разработано никаких новых процессов покрытий». Такое же положение сохранилось и в первой четверти XX в. В обзоре, подводившем итоги развития гальванотехники за 1903–1928 гг., ведущий эксперт США в области электрохимических покрытий У. Блюм констатировал: «Трудно указать какой-либо важный метод покрытия, чтобы 25 лет назад, по крайней мере в основном, не была известна его настоящая форма».
Однако, если анализировать не рефлексию гальванотехников относительно связи их области с теоретической наукой, а попытаться провести анализ развития всей – и теоретической, и прикладной – электрохимии на протяжении XIX – первой четверти XX в., то можно прийти к следующим выводам.
На протяжении рассматриваемого периода наблюдалось два всплеска публикаций по электроосаждению металлов: в 1800-х и 1840-х гг. Первый из них был связан с изобретением вольтова столба, второй – гальванопластики и электрохимического золочения. Первоначально исследования по электрохимии публиковались в одних и тех же естественнонаучных изданиях: «Philosophical Magazine», «Comptus Rendus», «Annalen der Phisik» и др. Деление этих работ на теоретические и прикладные весьма условно, поскольку многие изыскания, заложившие фундамент электроосаждения металлов, были выполнены с чисто научными целями. Однако примерно со второй половины XIX в. публикации по гальванотехнике, которая начинает получать статус самостоятельной области производства, постепенно перемещаются в журналы технической направленности: «Dingler Politehn. Journal», «Brass World» и т. п. Окончательное разделение публикаций произошло в первые два десятилетия XX в. и было закреплено созданием электрохимических журналов теоретического и прикладного профиля, а также отдельных электрохимических и гальванотехнических обществ.
Попытаемся проанализировать причины разрыва теоретической и прикладной электрохимии, взглянув на них с несколько иных позиций, чем обычно принято, а именно: с точки зрения развития теоретической электрохимии. Несмотря на некоторые расхождения в построении периодизации этой науки, благодаря работам Ю.И. Соловьева и других исследователей, можно четко выделить два этапа ее истории, границей между которыми являются работы М. Фарадея:
– 1880 – 1833 гг. – эмпирический этап;
– 1833 г. – 1870-е гг. – становление электрохимии как науки.
Подчеркнем наиболее важный для нас аспект: в результате работ М. Фарадея, которым были установлены количественные законы электролиза, введена современная электрохимическая терминология и т. д., электрохимия перешла от накопления фактического материала к фундаментальным теоретическим исследованиям. Основными направлениями исследований стали: изучение электролиза и электропроводности растворов, разработка электрохимической теории, изучение причин и механизма возникновения и природы электродвижущих сил гальванических элементов. По всей видимости, именно этот поворот и был основной причиной временного разрыва теоретической и прикладной науки.