Так кто же изобрел лампу?

Лампу изобрели все те люди, чьи имена встретились вам в этой главе. И еще около 50 человек, которых я не упомянул. Русские сделали два значительных прорыва: один доказал, что электрическое освещение городов имеет будущее, второй привел лампу накаливания к современному виду. Но не будь, скажем, того же Эдисона, вряд ли вольфрамовые нити Лодыгина получили бы такое быстрое распространение в начале XX века.

К слову, обидно, как и во многих других случаях, что для того, чтобы получить какой-то эффект от своих работ, оба наших пионера освещения были вынуждены эмигрировать, и первые лампы загорелись не в Петербурге или Москве, а в Париже, Лондоне и Лос-Анджелесе.

Лампу же изобрел не один конкретный человек, а — все человечество.

Глава 41

Попов против Маркони

Радио

Русские считают, что радио изобрел Александр Попов. Итальянцы — что Гульельмо Маркони. Индусы — что Джагадиш Чандра Бос. Немцы — что Генрих Герц. Даже у белорусов есть свой изобретатель радио — Яков Наркевич-Иодко. Кто на самом деле прав? Кто был раньше всех? Кого считать создателем технологии, изменившей мир? Ответ прост донельзя: правы все.

Александр Степанович Попов продемонстрировал свой радиоприемник на заседании физического отделения Русского физико-химического общества 25 апреля (7 мая) 1895 года. С одной стороны, это событие произошло раньше, чем Маркони получил свой патент, и потому Россия всегда отвергала утверждения о первенстве итальянца. С другой стороны, у нас никогда не обращали внимания, что на тот момент уже два года как существовал точно такой же патент Николы Теслы. Маркони был не слишком чист на руку: он через суд добился отмены патента серба, по сути «отжав» первенство. Так что с чисто хронологической точки зрения Попов никак не был первым.

Но радио — как раз то, о чем я писал в предисловии к этой главе: классическое совместное изобретение. Технологии конца XIX века уткнулись в радиосвязь — она просто не могла не появиться на свет. И, как результат, она стала плодом совместного труда десятков ученых со всего мира. Попов находится в первой пятерке, он сделал для развития радио значительно больше, чем многие его коллеги. Но называть его единоличным изобретателем было бы абсолютно неправильно.

Продвижение теории

Одним из первых связь между электричеством и магнитными явлениями обнаружил в 1820 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед, отклонив стрелку компаса металлической проволокой, по которой был пущен ток. Впрочем, его опытам предшествовали работы Алессандро Вольты, Джованни Доменико Романьози и других ученых.

Затем, в 1830–1840-х, одновременно работали два великих физика — англичанин Майкл Фарадей и американец Джозеф Генри. Первый открыл электромагнитную индукцию и описал явление электромагнитного поля, второй открыл самоиндукцию и сконструировал реле — устройство, замыкающее или размыкающее цепь при подаче импульсов. В 1860-х еще один титан, шотландец Джеймс Клерк Максвелл, создал теорию электромагнитного поля, описав его четкими математическими уравнениями.

А в 1866 году американский врач-дантист Мэлон Лумис впервые в истории предложил способ беспроводной связи. В принципе, именно Лумиса можно считать человеком, породившим идею радио. Правда, не будучи гениальным физиком, как те же Фарадей или Максвелл, Лумис не замечал фантастичности многих своих идей. В частности, он полагал, что через заряженную атмосферу можно передавать и информацию, и энергию (при том что о существовании радиоволн тогда вообще не знали). В 1872-м Лумис получил патент на беспроводной телеграф, причем на три месяца позже, чем точно такой же патент получил другой физик-любитель — Уильям Генри Уорд. Кто у кого украл, непонятно, но факт состоит в том, что оба патента подразумевали использование атмосферного электричества и оба были сугубо теоретическими — в них отсутствовало описание машины, позволяющей осуществить беспроводную связь, а содержались лишь выкладки по поводу гипотетической возможности это сделать.

Запомните эти фамилии: Лумис и Уорд. Они — авторы идеи, так сказать, креативщики.

От слова к делу

Следующими, кто включился в борьбу за радио, были знаменитые Александр Грэм Белл и Томас Алва Эдисон. Первый, прославившийся благодаря телефону, в 1880 году совместно с коллегой, Чарльзом Самнером Тейнтером, запатентовал фотофон — устройство, позволяющее передавать сигналы на расстояние с помощью света. По сути, Белл развил идею телефона, заменив электричество световыми лучами. Фотофон считается предшественником волоконно-оптической связи. Эдисон, в свою очередь, в 1885 году построил, испытал и запатентовал прибор, позволяющий передавать сигналы через воду. Практическое предназначение его было сомнительным, так как передача нарушалась многочисленными помехами и в любом случае подходила только для коммуникации между судами.

Было и еще несколько энтузиастов-любителей и профессионалов различного уровня, но все-таки следующий мощный рывок после Лумиса и Уорда совершил великий немецкий физик Генрих Рудольф Герц. В 1885 году он поступил на профессорскую должность в Технологический университет Карлсруэ и начал активно изучать электромагнитные волны, а точнее, что-то еще не понятное науке, что позже получит это название. Его работала имела в первую очередь теоретическую цель: исследовать уравнения Максвелла, описывающие электромагнитное поле, и проверить их в практическом ключе. Для этих целей Генрих Герц построил два прибора, которые, строго говоря, и стоит считать первым физическим воплощением радио, — радиопередатчик и радиоприемник. Вибратор, он же антенна Герца, представлял собой достаточно простой колебательный контур из двух медных прутиков, способный генерировать электромагнитные колебания за счет проскока искры между двух латунных шариков. В общем, не буду описывать подробно, поверьте (или найдите схему в Сети), сделать такое можно за 10 минут из подручных материалов.

Портрет Гульельмо Маркони из журнала The World’s Work, 1903

Приемник, или резонатор, был не сложнее — тоже рамка с искровым промежутком. Когда генератор создавал высокочастотные колебания, искра проскакивала и в резонаторе. Таким образом, Герц доказал возможность передачи энергии без проводов и продемонстрировал существование волн, названных им электродинамическими. Результаты этих своих исследований он опубликовал в 1888 году, а после подробно изучил ЭМ-волны, доказав их сходство со световыми и выведя ряд уравнений.

Без открытия Герца не было бы никого радио, но его собственная история закончилась чрезвычайно досадно. На одной из лекций слушатель спросил Герца об электродинамических волнах: «Мы знаем о существовании волн. Что дальше?» Герц ответил: «Я думаю, ничего». Он действительно не видел никакого практического применения своему открытию. Генрих Рудольф Герц умер 1 января 1894 года в возрасте 36 лет от гранулематоза Вегенера — скоротечной болезни кровеносной системы, в те времена неизлечимой.

И, наконец, радио

Открытие Герца дало начало эре беспроводной связи. Множество ученых и инженеров в течение 1894–1900 годов представили свои собственные радиосистемы, получили десятки патентов, провели сотни демонстраций. Об том периоде можно написать отдельный труд томов на десять, я же постараюсь очень кратко вместить всю эту информацию в несколько следующих абзацев. Обрисую лишь самых заметных изобретателей.

Во-первых, это Никола Тесла. Он заинтересовался открытием Герца в 1889 году и, будучи человеком исключительно разноплановым, в течение нескольких следующих лет разработал новые передатчики и приемники, а в 1891–1893 годах неоднократно демонстрировал на своих знаменитых открытых лекциях беспроводную передачу энергии. В 1898-м он построил первую в истории радиоуправляемую модель судна, — он полагал использовать такие устройства в испано-американской войне, но к моменту демонстрации война успела окончиться и судно осталось не более чем курьезом (ныне оно хранится в Белграде в музее Теслы). У гениального серба были две проблемы. Первая заключалась в его характере — он не мог долго заниматься одним делом, параллельно разрабатывал двигатели и рентгеновские аппараты и вообще не заморачивался тем, что на самом-то деле первым в мире успешно демонстрировал беспроводную передачу на открытых лекциях. Поэтому патент он получил лишь 7 лет спустя, в 1900 году, когда было уже поздновато. Во-вторых, исследуя атмосферное электричество в лаборатории Колорадо-Спрингс, Тесла сделал неверный вывод о том, что вокруг Земли существует стоячая волна, способная стать передатчиком информации и энергии, а электромагнитные волны Герца — лишь частный ее случай. Дальше началось строительство знаменитой башни в Уорденклифе, и Тесла навсегда выпал из «радиогонки».

Во-вторых, был Оливер Лодж. Известный британский физик работал над исследованием электромагнитных волн параллельно с Герцем и, в принципе, мог бы стать их первооткрывателем, но немного опоздал. В отличие от немца, он видел в волнах прикладное значение. В июне 1894 года Лодж продемонстрировал на встрече Британской научной ассоциации в Оксфорде передачу сигнала Герца на расстояние, причем в качестве приемника использовал систему собственной разработки, включавшую в себя в качестве основного элемента когерер. Когерер — это резистор, который в зависимости от внешних факторов (в частности, под действием радиосигнала) может принимать одно из двух крайних значений сопротивления. Интересно, что когерер в 1890 году придумал и создал Эдуард Бранли — человек, который считается изобретателем радио во Франции. Бранли первым применил к технологии термин «радио», а свой когерер изначально назвал радиокондуктором. Так вот, Лодж сделал когерер, под действием волн принимавший одно из двух значений сопротивления, и благодаря этому получил возможность передавать информацию в двоичном коде, то есть, проще говоря, азбукой Морзе. Но, что интересно, до практики он эту историю не довел, о чем я расскажу чуть ниже.

Параллельно с Лоджем, в ноябре 1894 года, великий бенгальский физик Джагадиш Чандра Бос продемонстрировал в Калькутте систему с когерером собственной конструкции. Он заставлял на расстоянии колокольчик — звонить, пистолет — стрелять, а порох — загораться. Он первым получил коротковолновое излучение (остальные использовали длинные волны), а также изобрел ряд привычных в наше время компонентов радиоприемника.

Был еще испанец Хулио Сервера Бавьера, и бразильский священник Ланделл де Мора, и американец Джон Стоун Стоун (это не опечатка, так его и звали), и немец Карл Фердинанд Браун, позже прославившийся изобретением катодно-лучевой трубки. Но в первую очередь известно историческое противостояние «Попов против Маркони». Вот о нем мы и поговорим.