Туда, куда не доходит голос, в конце XIX века удалось протянуть нити проводов, опоясавших мир и соединивших континенты.
Как вы знаете, подчас это было нелегко. Такой труд был под силу только выносливым, мужественным и решительным людям.
Но не успели они завершить своего дела, как жизнь потребовала новых открытий. Нужно было установить связь со всем миром, даже там, где нельзя было протянуть проводов, предостерегать корабли в открытом море, спасать человеческие жизни.
Без проводов?
Да, без проводов.
Потому что провода превратились в узы, сковывавшие развитие телеграфии. Без проводов, которые можно было легко вывести из строя и прокладка которых требовала огромных средств.
Удастся ли это?
Посмотрим!
XIX век был веком чудесных открытий. Моря бороздили корабли без парусов и весел, появились первые паровозы, первые самоходные повозки, первые фотоаппараты. Человек поднялся под облака на искусственной птице, которая была тяжелее воздуха, по проводам бежали телеграммы.
По проводам — еще куда ни шло! Но без проводов! Просто так, по воздуху?
Эта мечта казалась многим слишком смелой. Но пришло время, и на переломе веков люди стали свидетелями еще одного чуда. Свершилось оно не само собой, это был результат упорного труда ученых, изобретателей, исследователей, представителей разных народов. Мы расскажем хотя бы о шести самых известных. Это:
СЕРБ НИКОЛА ТЕСЛА,
РУССКИЙ АЛЕКСАНДР СТЕПАНОВИЧ ПОПОВ,
ФРАНЦУЗ ЭДУАРД БРАНЛИ,
ИТАЛЬЯНЕЦ ГУЛЬЕЛЬМО МАРКОНИ,
НЕМЕЦ ГЕНРИХ ГЕРЦ
и, наконец,
АМЕРИКАНЕЦ ЭДВИН Х. АРМСТРОНГ.
Генрих Герц (1857–1894), который в 23 года стал ассистентом «короля физики», берлинского профессора Гельмгольца, будучи еще молодым ученым, открыл в 1887 году электромагнитные волны. Его приборы были очень несложными. В одном углу лаборатории стоял большой индуктор с искровым разрядником (по сути дела, это хорошо известная вам электрическая машина). В другом — осциллятор, т. е. два шара, удаленные друг от друга на 0,5 миллиметра и соединенные длинной тонкой изолированной проволокой. Когда в индукторе накапливался достаточно большой электрический заряд, при соответствующем положении осциллятора между шарами проскакивали маленькие искры.
Электричество переносилось по воздуху загадочным образом, с помощью невидимых волн, хотя известно, что воздух не является проводником электричества. Герц не только открыл таинственные волны, но и измерил их, он отражал их зеркалами и проводил с ними другие опыты. Герц доказал, что эти волны — родные сестры световых волн, то есть, что они тоже электромагнитные, но длина у них другая. Волны, обнаруженные Герцом, были от 10 сантиметров до 2 метров длиной, а длина световых волн колеблется от 0,00035 миллиметров (красный свет) до 0,000014 миллиметров (фиолетовый свет).
Имя Герца стало известно всему миру. Но ему не довелось долго купаться в лучах славы. Герц умер в возрасте 37 лет вскоре после того, как он стал профессором.
Открытие Герца ждало новых исследователей. Искорки, перескакивающие в осцилляторе, можно было заметить простым глазом. Но у наблюдателя должно быть прекрасное зрение! Физик Бранли (1844–1940) решил создать новый прибор для обнаружения и регистрации электрических колебаний. Он принялся за работу в области электричества еще в 1875 году в неуютной лаборатории, которая помещалась в здании бывшего парижского монастыря. В комнатах, отведенных под лабораторию, раньше были монастырские спальни.
Ректор университета пообещал молодому ученому, что буквально в ближайшие дни он получит новую современную лабораторию. Бедный Бранли! Разве мог ученый предположить, что в сырых, холодных комнатах со сводчатыми потолками ему придется проработать 57 лет! Только в глубокой старости (Бранли уже исполнилось тогда 88 лет) ученый получил новую лабораторию.
Бранли заметил, что волны Герца действуют на железные опилки. Допустим, что они лежат в трубке в беспорядке, в таком случае они являются плохим проводником. Но как только на них попадают волны Герца, опилки выстраиваются, словно солдаты, а между ними проскакивают слабые искры, так же как в осцилляторе. Теперь они уже стали хорошим проводником электрического тока. Бранли назвал свой прибор, созданный в 1890 году, когерером. Стоило только включить трубочку с опилками в электрическую цепь со звонком, лампочкой или другим сигнальным приспособлением, и прибор точно обнаруживал появление невидимых волн.
Под конец жизни Бранли возненавидел свой прибор. Ведь благодаря когереру появились на свет первые радиоприемники (он применялся в них в качестве детектора). Теперь они трещали, говорили, играли со всех сторон и нарушали покой старого ученого. «Я этого не хотел…», — со вздохом заверил Бранли журналистов в 1938 году (тогда ученому уже было 94 года) и мрачно взглянул на стеклянную трубочку — виновницу всех бед. Когерер оказал ученым большую помощь, но и у него был целый ряд недостатков. И, пожалуй, самый неприятный из них — это необходимость после каждой регистрации волн встряхивать железные опилки, чтобы они были готовы к приему новых волн. Но эту проблему решил уже не старый профессор Бранли, а русский физик и электромеханик Александр Степанович Попов (1859–1905), ставший самой значительной личностью в истории беспроволочной телеграфии.
А. С. Попов присоединил к когереру молоточек, который сразу же после приема волн автоматически встряхивал опилки. Он обнаружил, что чувствительность когерера значительно возрастает, если к нему присоединить длинный провод. Так была создана первая в мире антенна. Прибор, созданный А. С. Поповым, обнаруживал на большом расстоянии грозовые разряды. Поэтому Попов и назвал его «грозоотметчиком». Седьмого мая 1895 года Александр Степанович Попов продемонстрировал его на заседании Русского физико-химического общества. Пока прибор Попова ничего, кроме гроз, и мог «принимать». Ведь тогда еще не было ни одного радиопередатчика.
Но Попов решил создать его. Уже в начале 1896 года он писал: «… при дальнейшем усовершенствовании мой прибор может быть применен к передаче сигналов на расстояние при помощи быстрых электрических колебаний. Нужно только создать достаточно сильный источник этих колебаний…».
Попов достиг своей цели. В марте 1896 года он впервые в истории осуществил беспроволочную передачу и прием сигналов на расстоянии 250 метров. (А ведь Морзе начинал с 14 метров!) Попов хотел опубликовать свое изобретение, но Морское ведомство, где он служил, запретило широкую публикацию. Командование понимало, что это открытие может иметь огромное значение для установления связи между военными судами. Попову пришлось подчиниться. Но как он огорчился, когда через несколько месяцев в газетах всего мира появились сообщения о гениальном изобретателе беспроволочного телеграфа, о Гульельмо Маркони!
Радиотелеграфный прибор Попова.
Попов доказал чиновникам Морского министерства, что хранить его изобретение в тайне бессмысленно. Ученый вступил в бой за первенство, но исход этой борьбы уже был предрешен. Маркони подал патентную заявку на свой аппарат второго июля 1896 года. Попов опирался только на протокол заседания Русского физико-химического общества. Маркони был сенсационной личностью: молодой, обаятельный сын итальянского миллионера. Отец Маркони был таким влиятельным человеком, что сумел избавить своего сынка от военной службы. Вместе этого Гульельмо получил назначение в дипломатический корпус в Англии, где он и проводил свои опыты. А Попов был малоизвестным петербургским профессором.
Правда, Попов опубликовал сообщения о своем открытии в нескольких зарубежных журналах, международный электротехнический конгресс, состоявшийся в Париже в 1900 году, единогласно признал его приоритет в создании радио, но патент остался за Маркони. Гениальный ученый Попов не обладал и сотой долей тех средств, которыми располагал Маркони. А тот богател с каждым днем благодаря своему патенту. Все это позволило Маркони пригласить способных сотрудников, приобрести наиболее совершенные приборы, создать современные лаборатории.
Финансовые возможности Попова были ограничены. Так, например, в 1897 году он получил на проведение своих опытов всего лишь 300 рублей! Только в 1899 году, когда беспроволочный телеграф Попова оправдал себя на практике, изобретателю стали оказывать поддержку. У острова Гогланд броненосец «Генерал-адмирал Апраксин» наскочил на подводные камни. Он застрял между льдами в 47 километрах от берега. Льды все больше сдавливали броненосец, никакой связи между островом Гогланд и материком не было.
С помощью радиотелеграфии была установлена связь с броненосцем, который застрял среди льдов. Так впервые этот способ связи был применен на практике.
Попов предложил свою помощь. Ледоход «Ермак» доставил на остров Гогланд в город Котку материалы и приборы, необходимые для постройки радиостанции. С января до конца апреля было передано и принято 440 радиограмм, которые помогли вести спасательные работы. Кроме того сигналы Попова спасли жизнь 27 рыбакам. Их унесло на льдине как раз в то время, когда на острове Гогланд начались спасательные работы. Попов лично направил радиограмму командиру «Ермака»: «Около Лавенсари оторвало льдину с рыбаками. Окажите помощь.» «Ермак» вышел в море, и рыбаки, уже распрощавшиеся с жизнью, были спасены.
Тогда же с помощью радиосигналов были спасены рыбаки, которых унесло на льдине.
Царское правительство хотя и заявляло после этих успехов, что «настало время для установки радиотелеграфных станций на наших военных кораблях», но пока суть да дело…
В 1904 году началась русско-японская война. К тому времени еще далеко не все корабли царского флота были обеспечены радиостанциями. Это отсутствие связи и было одной из причин поражения русского флота в Цусимском проливе. В 1906 году великий русский ученый Александр Степанович Попов умер.
Попов, несомненно, является создателем беспроволочного телеграфа, а Маркони (1874–1937) провел огромную работу по его усовершенствованию и распространению. Десятого мая 1897 года Маркони посылает радиограмму из Лавернока в Брин Даун, которые находились на расстоянии 15 километров друг от друга. Он пользуется странными на вид антеннами: тонкими проволоками длиной в 80 метров, поднятыми в воздух двумя огромными бумажными змеями. Действуют эти антенны безотказно.
Пока не появились первые мачты радиоантенн, приходилось пользоваться «змеями».
Осенью того же года помощники Маркони подняли антенны на привязных воздушных шарах, при этом была установлена радиосвязь на расстоянии 27 километров. Маркони усовершенствовал когерер, поместив в трубку не железные опилки, а смесь серебряных с никелевыми.
Мир узнал об изобретении Маркони в основном из-за болезни принца Уэльского, Эдуарда. Принц заболел летом 1898 года на своей яхте «Осборн», неподалеку от острова Уайт, где пребывала его мать, королева Виктория. Никакая опасность Эдуарду не угрожала, но Маркони предложил свои услуги: с помощью новых приборов он мог пять раз в день передавать королеве Виктории сообщения о состоянии здоровья ее сына. Королева согласилась, и за 16 дней с яхты на остров было передано более 150 радиограмм. Так Маркони прославился на весь мир. В июле 1898 года Маркони на несколько часов превратился в журналиста. Он передавал с борта парохода «Флаинг Хантресс» сообщения о кенсингтонских соревнованиях по гребле. Радиостанция, находившаяся на берегу, принимала сообщения и передавала их по телефону в редакцию газеты «Дублин Экспресс». Впервые в истории газетная статья начиналась следующими словами:
«Радиограмма нашего корреспондента…».
Сообщения о кенсингтонских соревнованиях по гребле в 1898 году впервые передавал «радиокомментатор», вернее, радиотелеграфист.
Все это были первые шаги и детские развлечения, но двенадцатого декабря 1901 года в холодном сыром доме неподалеку от городка Сент-Джонс на острове Ньюфаундленд разместилась радиостанция. Этот день вошел в историю радиосвязи. В комнате стоит грубо сколоченный стол, на нем приемник. За столом сидят Маркони и его старый друг и верный помощник Кемп. Маркони нервно барабанит пальцами по столу, Кемп сидит как на иголках. А что если лондонский профессор Сильванус Томсон прав? Он утверждает, что беспроволочная телеграфия на большие расстояния невозможна, так как земля имеет форму шара, а радиоволны распространяются прямолинейно. Из-за этого нельзя использовать волны Герца, и для телеграмм остается только один-единственный путь, по проводам. Но сегодня они получат ответ на этот вопрос. С 12 и до 15 часов радиостанция на полуострове Корнуэлл в Англии будет беспрерывно передавать азбукой Морзе «S» — три точки. Услышат ли они ее здесь, за океаном?
Историческое место. Радиостанция Маркони неподалеку от Сент-Джонса.
Сначала в наушниках был слышен только какой-то треск: видимо, приемник действовал как «грозоотметчик» Попова, то есть предсказывал приближение грозы.
Но вот Маркони и Кемп затаили дыхание. Они слышат совершенно отчетливо: пип-пип-пип, пип-пип-пип. Через океан был перекинут невидимый мост из радиоволн!
Передача сигналов через Атлантический океан без проводов! Да это же настоящее событие! Всемирная сенсация! К изобретателю пришла слава, а вскоре, вслед за ней, нежданно-негаданно — полиция!
Передача сигналов через океан с помощью беспроволочного телеграфа привела в ужас владельцев кабельных концессий. Ведь они получали огромные прибыли за передачу телеграмм и телефонную связь. Они сразу поняли, что изобретение Маркони грозит им разорением.
Правительство Соединенных Штатов Америки поддержало «кабельных» магнатов и запретило Маркони производить дальнейшие опыты на территории своего государства. Но от этого ничего не изменилось. Просто приборы Маркони перебрались с одного стола на другой, — в Канаду, правительство которой сразу же великодушно пригласило изобретателя. Удивляться тут нечему. Ведь Канада не имела ничего общего с морскими кабелями.
Но не только владельцы кабелей вставляли Маркони палки в колеса. На изобретателя нападали со всех сторон. Газеты заявили, что радиоволны вредны для здоровья людей. Маркони добровольно подвергся тщательному медицинскому осмотру, чтобы доказать всю нелепость этого утверждения. Но все было напрасно. Даже такая солидная газета, как «Таймс», заявляла, что в целом ряде болезней повинно дьявольское изобретение Маркони. Маркони судился с акционерами, с владельцами почтовых концессий, словом, доказывал свою правоту, как мог.
Вокруг Маркони поднялся невообразимый шум и вдруг, словно взрыв бомбы: сообщение о гибели «Титаника». Пароход компании «Кунард-Лайн», гордость кораблестроителей, плавучий дворец, потерпел крушение во время своего первого плавания. На пароходе было множество пассажиров с громкими именами. Постепенно мир узнал о подробностях катастрофы.
Это случилось в ночь с четырнадцатого на пятнадцатое апреля 1912 года. Винты «Титаника», приводимые в движение мощными паровыми машинами, рассекали воду. Пассажиры танцевали на палубе. Оркестр играл одну мелодию за другой. Стюарды в белоснежной форме разносили напитки и еду. Только вдруг на подносах самых неловких слуг опрокинулись бокалы с шампанским: это корпус «Титаника» содрогнулся от толчка. Пассажиры ничего не заметили. Разве могли они предположить, что откуда-то из Гренландии забрел в Атлантический океан айсберг. В кромешной тьме огромный пароход наткнулся на него. Правый борт был пробит как раз в том месте, где находилась водонепроницаемая переборка, а она-то и должна была предохранять корабль от затопления. Этот айсберг был причиной гибели «Титаника», гордости компании «Кунард-Лайн».
Музыка еще играла, машины работали, но кочегары уже стояли по пояс в воде. Капитан приказал офицерам во что бы то ни стало предотвратить панику. В первую очередь в спасательные шлюпки нужно было посадить детей и женщин, и только потом остальных пассажиров и экипаж корабля. В радиорубке Филипс, первый радист, уже посылал во все концы света сигнал бедствия: «S-O-S, S-O-S». Он просил помощи. Корабль накренился. Женщины кричали. Мужчины дрались из-за спасательных кругов, из-за мест в шлюпках. Шлюпки опрокидывались, плыли вверх дном. Экипаж проявлял чудеса героизма. Все старались навести порядок. Никто из членов команды — ни матросы, ни офицеры не думали о себе. Вода уже поднялась высоко, а оркестр все играл и играл, чтобы успокоить пассажиров. Вода погасила огонь под котлом, трюм был затоплен.
Филипс остался у своего прибора. Электростанция на пароходе пока еще не была повреждена, и он телеграфировал до последней минуты. Наконец, ему удалось установить связь с береговой станцией на Кэп-Рейс. Оттуда послали на помощь корабли. «S-O-S, S-O-S!» все еще поет тоненьким голоском прибор Филипса, хотя капитан уже разрешил членам экипажа спасаться, а сам застрелился. В ледяной воде повсюду были видны головы плывущих людей, они боролись с волнами, они боролись со смертью. Замолк передатчик. Филипс на четвереньках выполз на палубу. Пароход уже лежал на боку. На корме все еще играли герои-музыканты. Филипс подошел к ним; держась за перила он в последний раз посмотрел вдаль. Он знал, что ему не спастись. Его спасательный круг уже давно взял кто-то другой. А холодные волны — это верная гибель даже для закаленного пловца. «Титаник» погрузился носом в воду. Из воды торчали винты и рули. Пароход погружался, водоворот захватывал сотни плывущих людей.
Корабли, получившие сообщение со станции в Кэп-Рейсе, спешили на помощь потерпевшим крушение. Первым прибыл на место трагедии пассажирский пароход «Вирджиния». Котлы на «Вирджинии» перегрелись, они в любую минуту могли взорваться. Корабли, прибывшие на помощь, спасли 700 человек. 1500 человек, среди них герой-радист Филипс, погибли в море.
Только после того как с помощью радиосигналов мир узнал о гибели «Титаника», прекратились нападки на Маркони.
После гибели «Титаника» беспроволочный телеграф сотни раз оказывал помощь пострадавшим. Десятки, а, может быть, и сотни тысяч людей обязаны жизнью этому величайшему открытию. Совсем недавно, в 1961 году, пароходы, вызванные по радио, спасли от гибели жителей острова Тристан-да-Кунья, затерявшегося в южной части Атлантического океана. На острове произошло извержение четырех вулканов, заливавших все вокруг горящей лавой.
Мир, потрясенный самой крупной катастрофой в истории флота, поверил Маркони. Не будь его приборов, погибли бы все пассажиры «Титаника». Так был открыт путь для дальнейших изобретений.
Гульельмо Маркони и его радиотелеграфный прибор.
Маркони внес свой вклад и в другую отрасль радиотелеграфии — в передачу человеческой речи без проводов.
Но для этого уже недостаточно было когереров и простейших радиоприборов, напоминавших телеграфное оборудование. Нужно было создать более чувствительные приборы, способные передавать и принимать сложнейшие колебания человеческого голоса. Маркони не пришлось долго ждать. В 1904 г. американец Флеминг собрал первую электронную лампу, так называемый диод. Эта лампа представляла собой стеклянную колбу, из которой был выкачан воздух. В колбу вводились два полюса электрической цепи: катод и анод — представлявшие собой проволочную петлю, окруженную на некотором расстоянии цилиндриком.
Первая в мире электронная лампа — диод.
Пропускаемый через катод электрический ток накаляет его, и катод излучает поток электронов, который направляется к аноду. Электроны ведут себя приблизительно так же, как железные опилки в трубочке Бранли — когерере. Конечно, электронная лампа была гораздо совершеннее. Позднее были созданы триоды и другие более сложные лампы, которые и до сих пор используются в радиоприемниках.
Пятнадцатого июля 1907 года состоялся первый радиотелефонический разговор. Это был репортаж о соревнованиях по парусному спорту на озере Эри близ Пат-ин-Бэй. На борту яхты «Тельма» был установлен прибор с лампами Фореста. С помощью этого прибора была налажена радиотелефонная связь с береговой станицей в Фокс-Доке, который находился на расстоянии почти 7 километров.
Первые приборы беспроволочной телеграфии были не такими уж «беспроволочными».
Первый радиотелефонный прибор.
Кроме передачи голоса, была организована опытная передача музыки, пения, шепота. Опыт удался. Им тут же заинтересовались представители военно-морских сил США. Были произведены новые опыты на военных кораблях «Вирджиния» и «Коннектикут». После этих опытов было решено оборудовать радиотелефоническими приборами все корабли…
Так замкнулся круг. Многие выдающиеся ученые посвятили свою жизнь созданию совершенных средств радиосвязи. Какой путь пришлось им проделать от первых опытов Герца до современных радиоприемников!
Но у нас остаются еще два имени: Никола Тесла (1857–1943), гениальный изобретатель трансформатора высокой частоты. Он же придумал собственный оригинальный способ беспроволочной телеграфии. Необыкновенно талантливый изобретатель Тесла был сыном униатского священника из маленькой сербской деревушки. Еще мальчишкой он мечтал об изобретениях, и мечты его сбылись. Более 700 важных изобретений связано с именем Теслы: динамо-машины, трансформаторы, индукторы, осцилляторы, генераторы… Им был разработан принцип вращения магнитного поля, позволивший осуществить конструкцию электромотора реверсивного движения. Всех изобретений Теслы не перечислить.
Тесла учился в Праге, в Будапеште и в Париже. В 1884 году он приехал в США, где сотрудничал с Томасом Эдисоном, а позднее с Вестингхаузом. Наконец он создал в Нью-Йорке собственную лабораторию. Тесла отличался невероятной трудоспособностью, он работал по 18–20 часов в сутки. Тесла так и не женился, у него не было своего дома, жил он в отелях. Он не ел мяса, не пил чая, кофе, алкоголя, не курил и верил, что доживет хотя бы до 140 лет. Но ему пришлось довольствоваться 85 годами жизни.
Что ж и этот возраст весьма почтенный!
В 1897 году Тесла начал устанавливать неподалеку от Нью-Йорка радиостанцию, которая передавала сигналы на расстояние 35 километров. Он опередил Маркони. Тесла спроектировал строительство самой мощной для того времени радиостанции. Но у него не хватило денег для осуществления своих замыслов.
Тесла внес в телеграфию и радиотелеграфию целый ряд усовершенствований. Все же он остался перед нами в долгу. В день своего 80-летия Никола Тесла получил награды от правительств Югославии и Чехословакии. После вручения наград изобретатель, словно между прочим, заявил, что он как раз открыл:
1. Метод выпрямления искривленного пространства.
2. Способ установления связи с остальными планетами путем посылки космических лучей на Луну и, наконец,
3. Вакуум — самый совершенный из всех существующих (якобы этот вакуум позволяет производить радий в неограниченном количестве, причем производство обходится необыкновенно дешево, цена одного килограмма… всего два с половиной доллара).
Не слишком ли много?
Жаль, что он не раскрыл тайны своих изобретений и ничего не написал о них.
И последний славный исследователь в области радиотехники — Эдвин Армстронг (1890–1954). Он «избавил» радиоприемники от кристаллического детектора и создал приспособление по устранению помех и улучшению качества звука.
Совсем недавно благодаря радиотелеграфии были спасены жители острова Тристан-да-Кунья, затерявшегося в океане.
На острове внезапно произошло извержение четырех вулканов, которые считались потухшими.