• Новости
• Блоги
• Аналитика
• Новости компаний
• В СНГ и в мире
• Анонсы

16 марта исполнилось бы 150 лет изобретателю радио А.С. Попову

«Прошло 10 минут, полных напряженного ожидания. Все затихли. В течение одной минуты раздались четыре условленных сигнальных звонка. Аппарат был приведен в действие. И на бумажной ленте обычной телеграфной азбукой обозначилось: Герц». Из российской периодической печати конца XIX века

Четыре сигнальных звонка разрезали всемирную историю связи на два неравноценных по своей практической значимости периода: до и после. С изобретением радиопередатчика человечество сделало гигантский шаг вперед. То, что раньше казалось нереальным и фантастическим, стало обыденным и привычным. Радио превратилось в неотъемлемый элемент существования и развития общества, прочно вошло в жизнь каждого человека – от простого обывателя до руководителей крупных корпораций и глав государств. Какие же события, открытия и достижения подготовили появление этого гениального изобретения? Как все начиналось и кому принадлежит первенство в освоении радиоэфира?

Первые смелые попытки приручить электромагнитные волны относятся к 80-м годам XIX века и связаны с именем Генриха Герца. К тому времени в копилке достижений человеческого разума уже лежали сделанное М. Фарадеем открытие электромагнитной индукции и «уравнения Максвелла», позже названные американским физиком Р. Фейнманом «самым значительным событием XIX столетия». Парадокс состоял в том, что современникам теоретические выкладки Максвелла казались бесполезными.

Одним из тех, кто попытался доказать практическую бесполезность максвелловского открытия, и более того, опровергнуть его, был Генрих Герц, в то время скромный сотрудник Политехнической школы Карлсруэ в Берлине. Задавшись целью исследовать излучение и прием электромагнитных волн, он сконструировал излучатель электромагнитных волн, названный впоследствии «вибратором Герца». Посредством вибратора, в котором была использована так называемая «катушка Румкорфа», резонатора и отражательных металлических экранов, Герц доказал существование предсказанных Максвеллом электромагнитных волн, распространяющихся в свободном пространстве. Он обосновал их тождественность световым волнам и сумел измерить их длину. В результате своих опытов Герц пришел к следующим выводам: волны Максвелла «синхронны»; энергию электрического и магнитного поля можно передавать без проводов. В 1887 году по завершении опытов вышла первая статья Герца «Об очень быстрых электрических колебаниях», а в 1888 году – работа «Об электродинамических волнах в воздухе и их отражении».

Интересно, что сделав открытие, которое, по словам ученых того времени, положило начало новой «электрической эре», Герц не признавал за ним практического значения. Для него это был теоретический опыт, эксперимент, который подтвердил правоту «маэстро Максвелла». «Мы всего-навсего имеем таинственные электромагнитные волны, которые не можем видеть глазом, но они есть», – делился он своими соображениями со студентами». «И что же дальше? – спросил его один из слушателей, – Я предполагаю – ничего…».

Следующий этап в развитии радио связан с именем профессора физики Парижского католического университета Эдуарда Бренли, который изучал возможности применения электричества в терапии. В результате его опытов на свет появился «датчик Бренли», который представлял собой стеклянную трубку, заполненную металлическими опилками. При включении датчика в электрическую схему, содержащую батарею и гальванометр он работал как изолятор. Если же на некотором расстоянии от схемы возникала электрическая искра, то датчик начинал проводить ток. Когда же трубку слегка встряхивали, датчик вновь становился изолятором.

Опыты Бренли продолжил британский физик Оливер Лодж. К «датчику Бренли» он добавил устройство, которое встряхивало опилки после прохождения разряда, и назвал новое изобретение «когерером». Когерер Лоджа позволял принимать сигналы кода Морзе, переданные радиоволнами, и давал возможность их записи регистрирующим аппаратом. Это позволило изобретению вскоре стать стандартным устройством беспроводных телеграфных аппаратов. Лоджу принадлежат и другие открытия в области электромагнитных волн. Он обнаружил, что вибратор Герца дает сильное излучение, однако его колебания быстро затухают в том случае, если он не настроен на частоту приемника. Позже Лодж изложил принципы настройки на нужную станцию и получил патент на свое открытие. Впоследствии этот патент был приобретен компанией Маркони.

Таким образом, к моменту эпохального изобретения основные элементы, необходимые для реализации системы передачи сигналов с помощью радиоволн, уже существовали. До воплощения этой системы на практике оставался один шажок.
 

В то время, когда европейская университетская публика активно обсуждала открытия Бренли и Лоджа, в России ими заинтересовался чиновник Морского ведомства, преподаватель минного класса в Кронштадте, Александр Степанович Попов.

Судьба будущего патриарха отечественной радиосвязи, с одной стороны, нетипична для его времени, с другой, повторяет путь многих ученых и общественных деятелей той эпохи. Александр Степанович родился 16 марта 1859 года в селении Туринские рудники в семье настоятеля сельской церкви. Будучи сыном священника, Александр, готовясь пойти по духовному поприщу, поступил в Далматовское духовное училище, а по окончании второго класса перешел в Екатеринбургское духовное училище. Блестяще окончив учебное заведение, он поступил в Пермскую семинарию, где в свое время учился и его отец. В перспективе его ждало посвящение в духовный сан и распределение на один из приходов.

В то время семинарская программа включала в себя помимо богословских предметов, также комплекс точных наук и естественнонаучных дисциплин. Именно в семинарии Попов принял решение избрать своей специальностью физику и уже на последних курсах стал готовиться к поступлению на физико-математический факультет Петербургского университета. 31 августа 1877 года он был зачислен в университет. В выданном Попову по окончании семинарии свидетельстве удостоверялось, что он получил высший балл по всем предметам. Это освобождало его от вступительных экзаменов. А предоставив справку о «недостаточности средств отца», Попов был освобожден и от платы за учебу, которая составляла тогда пятьдесят рублей в год.

Во время обучения в университете Александр Степанович подрабатывал репетиторством, а на старших курсах поступил на работу в Товарищество «Электротехник». Это товарищество устраивало дуговое освещение в садах и общественных учреждениях, строило мелкие частные электростанции. 29 ноября 1882 года за отличную учебу Попову была присуждена первая ученая степень кандидата, а сам он был оставлен при университете для подготовки к экзамену на степень магистра физики.

К этому времени Попов был уже женат на дочери петербургского адвоката Раисе Алексеевне Богдановой и вопрос о постоянном заработке, достаточном для содержания семьи, становился для него все более актуальным. Поэтому, когда в соседнем Кронштадте появилась вакансия преподавателя Минного офицерского класса, Александр Степанович без размышлений занял эту должность. В Минном классе он стал читать курс практической физики. Через два года – курс электричества в Техническом училище Морского ведомства. С 1885 года Попову был поручен курс электричества (гальванизма).

Наряду с преподавательской деятельностью Попов вел большую исследовательскую работу в области электротехники. Время устройства Попова на работу совпало с периодом интенсивных работ по применению электричества в морском деле. В Минном офицерском классе впервые в России были осуществлены опыты с лампочкой накаливания Лодыгина, испытывались свечи Яблочкова, были разработана специальные типы аккумуляторов.

Когда в научной печати появились сообщения об открытиях Герца, Бренли и Лоджа, Попов живо заинтересовался результатами их опытов. К тому времени он уже некоторое время углубленно занимался исследованием электромагнитных волн и, в отличие от многих современников, считавших эти волны не более чем любопытным физическим явлением, разглядел в них практическое значение. Выступая в 1889 году с публичной лекцией, Попов заявил: «Человеческий организм не имеет такого органа чувств, который замечал бы электромагнитные волны в эфире; если бы изобрести такой прибор, который заменил бы нам электромагнитные чувства, то его можно было бы применять в передаче сигналов на расстояние». До великого изобретения оставалось совсем немного.

В начале 1895 года Попов «занялся воспроизведением некоторых опытов Лоджа над электрическими колебаниями с целью пользоваться ими на лекциях». Однако первые попытки дали понять, «что явление, лежащее в основе этих опытов, – изменение сопротивления металлических опилок под влиянием электрических колебаний – довольно непостоянно; чтобы овладеть явлением, пришлось перепробовать несколько комбинаций. В результате, – вспоминал Попов, – я пришел к устройству прибора, служащего для объективных наблюдений электрических колебаний, пригодного как для лекционных целей, так и для регистрирования электрических пертурбаций, происходящих в атмосфере».

Вскоре новое устройство было готово, и в апреле 1895 года Попов представил его на очередном заседании Физического отделения Русского физико-химического общества. Это событие было следующим образом отражено в протоколе заседания:
 «А. С. Попов сделал сообщение «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям». Исходя из опытов Бранли, докладчик исследовал резкие изменения в сопротивлении, испытываемые металлическими порошками в поле электрических колебаний. Пользуясь высокой чувствительностью металлических порошков к весьма слабым электрическим колебаниям, докладчик построил прибор, предназначенный для показывания быстрых изменений в атмосферном электричестве. Прибор состоит из стеклянной трубки, наполненной металлическим порошком и введенной в цепь чувствительного реле. Реле замыкает ток батареи, приводящей в действие электрический звонок, расположенный так, что молоточек его ударяет по чашке звонка и по стеклянной трубке. Когда прибор находится в поле электрических колебаний или соединен с проводником, находящимся в сфере их действия, то сопротивление порошка уменьшается, реле замыкает ток батареи и приводит в действие звонок; уже первые удары звонка по трубке восстанавливают прежнее большое сопротивление порошка и, следовательно, приводят снова прибор в прежнее чувствительное к электрическим колебаниям состояние. Предварительные опыты, произведенные докладчиком с помощью небольшой телефонной линии в г. Кронштадте, показали, что воздух действительно иногда подвержен быстрым переменам его потенциала. Основные опыты изменения сопротивления порошков под влиянием электрических колебаний и описанный прибор были показаны докладчиком».  

Немногим позже Попов продемонстрировал опыт, в ходе которого впервые была осуществлена передача телеграммы с помощью изобретенного им радиотелеграфа. Единственным словом, которое было передано по радиотелеграфу в этот день, стало слово «Герц».

Пришло время представить новое изобретение на суд мировой научной общественности. В начале 1896 года на страницах «Журнала Русского физико-химического общества» вышла статья Попова «Прибор для обнаружения и регистрации электрических колебаний». Здесь была впервые опубликована схема радиоприемника и изложены принципы его работы. По сути, эта публикация закрепила за Поповым первенство в изобретении радиоприемника.

Обнародование итогов научно-практической работы Попова практически совпало с появившимися в зарубежной печати публикациями об аналогичном изобретении итальянца Гульельмо Маркони. Как и Попов, для изобретения радиоприемника Маркони воспользовался достижениями Герца и Бренли. В 1895 году, проводя опыты в своем саду, он сумел передать сигнал на небольшое расстояние. Окрыленный первым успехом, Маркони усовершенствовал разработанное им устройство: он включил телеграфный ключ в цепь передатчика, заземлил вибратор и присоединил один из его концов к металлической пластине, расположенной высоко над землей. В результате этих усовершенствований ему удалось передать сигнал на расстояние более полутора миль.

Маркони был прежде всего бизнесмен, поэтому сразу же после создания радиоприемника он принялся обивать пороги государственных учреждений в надежде запатентовать новое устройство и поставить его производство на коммерческую основу. Поскольку итальянское правительство не проявило интереса к его изобретению, Маркони отправился в Англию. Там он сумел привлечь к радиоприемнику интерес чиновников и получить вожделенный патент. В мае 1897 года он передал сигналы через Бристольский залив на расстояние 9 миль. В июле того же года Маркони и небольшая группа вкладчиков основали «Компанию беспроволочного телеграфа и сигналов», в задачу которой входила установка аппаратов на плавучих и наземных маяках вдоль побережья Англии.

Получив финансовую поддержку своих начинаний, Маркони за несколько лет значительно продвинулся в расширении возможностей радиосвязи. В 1901 году состоялась первая в истории трансатлантическая радиопередача, во время которой помощник Маркони, Флеминг, передал с английской станции с помощью кода Морзе букву S, а Маркони, находившийся на другом берегу Атлантического океана, на острове Ньюфаундленд, принял ее. Примерно в то же время Маркони усовершенствовал и прием сигнала, включив в приемник катушку настройки, в результате чего от принимаемого сигнала когереру передавались только колебания, настроенные на колебания передатчика. Это исключало прием сигналов, передаваемых остальными антеннами. Патент №7777, выданный в апреле 1900 года, по сути, закреплял за Маркони монополию на использование настроенных друг на друга передатчиков и приемников. Основанная им компания была переименована в «Компанию беспроволочной телеграфии Маркони». Примечательно, что Попов отдавал должное практическим работам Маркони. В частности, он писал, что «Маркони первый имел смелость стать на практическую почву и достиг в своих опытах больших расстояний».

Если Маркони буквально с первых дней работы в Англии был предоставлен полный карт-бланш на дальнейшие разработки, в России изобретение Попова не пользовалось столь же мощной государственной поддержкой. Только в 1897 году Попов начал свои опыты на кораблях Балтийского флота. В открытом море ему удалось получить надежную связь на расстоянии около 5 км. между транспортом «Европа» и крейсером «Африка». В 1898 году новый передатчик был испытан на миноносце №115. Во время этих испытаний обнаружилось, что электромагнитные волны отражаются от кораблей.

По результатам опытов по изучению возможностей радиосвязи на кораблях, Попов составил отчет, в котором указывал также на возможность радионавигации и радиопеленгации: «Применение источника электромагнитных волн на маяках в добавление к световому или звуковому сигналам, – писал он в отчете, – может сделать видимыми маяки в тумане и в бурную погоду: прибор, обнаруживающий электромагнитную волну звонком, может предупредить о близости маяка, а промежутки между звонками дадут возможность различать маяки. Направление маяка может быть приблизительно определено, пользуясь свойством мачт, снастей и т. п. задерживать электромагнитную волну, так сказать, затенять ее».

Должным образом достижения Попова были оценены только осенью 1899 года, когда из Кронштадта в кругосветное плавание вышел броненосец «Генерал-адмирал Апраксин». Едва выйдя из гавани, он попал в шторм, сбился с курса и в итоге сел на подводные камни у острова Гогланд. Попытки сдвинуть броненосец с камней не увенчались успехом. Вдобавок наступившие морозы сковали его льдами. Спасательная экспедиция, отряженная Морским ведомством на выручку броненосца и его команды, остро нуждалась в связи со штабом флота. В этой ситуации чиновники вспомнили о радиоприемнике Попова. На изобретателя была возложена задача установить связь с экспедицией на расстоянии свыше 40 км. В результате связь была налажена и существенно облегчила спасательную операцию. Это был первый опыт успешной организации практической радиолинии.

В первой радиограмме, переданной по радиолинии, сообщалось о том, что на оторвавшейся льдине унесены в море рыбаки. Вышедший по радиограмме ледокол «Ермак» разыскал рыбаков и спас их. Только после этого события, которое в течение нескольких дней широко освещалось как в российской, так и в зарубежной прессе, радиоприемник Попова получил международное признание. Патенты на его изобретение были выданы в России, Англии, Франции и других странах. В 1903 году, во время выступления Попова на международной радиотелеграфной конференции в Берлине, участники форума единодушно приветствовали его как изобретателя радио.
 

Так кому же принадлежит честь изобретения радио? Единодушного ответа на этот вопрос нет до сих пор. Существует огромное количество статей, в которых сторонники Попова и Маркони с пеной у рта отстаивают своего «кандидата». Разночтения в этом вопросе встречаются не только в публицистических и научно-популярных материалах, но и в энциклопедических статьях. Версия о приоритете Маркони в открытии радио находит приверженцев, главным образом, в зарубежной печати, в то время как первенство Попова отстаивают в основном отечественные специалисты. Помимо естественного желания отдать лавры изобретателя «своему» человеку, такая ситуация не в последнюю очередь объясняется тем, что имя Маркони, благодаря государственной и информационной поддержке, широкому внедрению радиоприемника в разные сферы экономической и общественной жизни Западной Европы и США, сразу оказалось на слуху у миллионов людей. Попов же, работавший в тиши своего кабинета, был вынужден обосновывать ценность своего изобретения, пробираясь сквозь тернии общественного и государственного недоверия. В то время, когда слава Маркони гремела по всему миру, известность Попова не простиралась столь далеко.

Тем не менее, следует признать, что Попов хронологически первым распознал и исследовал возможности радиосвязи. Но, как известно, «промедление подобно смерти», в том числе смерти репутационной. Окончательно закрепить за собой славу изобретателя радио в мировом общественном сознании Попову помешал перфекционизм, желание довести новый прибор до возможного на тот момент совершенства. Именно это отличает его от Маркони, который, будучи человеком нового поколения, после первых же опытов запатентовал свое изобретение и превратил его в успешный коммерческий проект. В этом смысле показательна статья, опубликованная в июле 1897 года в «Петербургской газете»: «На днях весь образованный мир прочитал в газетах о новом изобретении Маркони в области телеграфного дела (телеграфирование без проводов), – писала газета, – Имя молодого изобретателя стало сразу известным в обеих частях света, его прославляли, им восторгались, о нем протрубили по всему свету и ... совершенно напрасно. Все русские читатели, восторгавшиеся иностранным изобретением, будут немало поражены, узнав, что идея телеграфирования без проводов принадлежит нашему соотечественнику, известному ученому, открывшему новый способ телеграфирования еще два года тому назад и не желавшему преждевременного обнародования результатов своих работ из понятного стремления окончательно усовершенствовать свой телеграфический прибор».