История в именах: Введение

Уже минул век, с тех пор как было изобретено радио. Свыше ста лет ведутся споры по установлению авторства этого изобретения. У нас бытует мнение, что радио изобрел известный российский ученый Попов, на Западе – что это был итальянец Маркони. Мы не будем пытаться установить историческую истину, тем более что так ли это теперь важно. Важно то, что мир получил уникальнейшее средство коммуникации.

Во многом именно благодаря изобретению и развитию радио произошел технический прорыв во многих областях науки и техники, связанных с обменом и обработкой информации. Радио послужило мощнейшим стимулом в исследовании и развитии электричества, стало основой электроники. Электроника, в свою очередь, позволила создать устройства неотъемлемо связанные с приемом и передачей информации, с управлением технологическими процессами, с измерениями и контролем. Именно в процессе развития радио были заложены основные принципы электронной обработки сигналов и вычислительной техники. Компьютеры и калькуляторы, локаторы и радиотелескопы, бытовые микроволновые печи и магнитофоны, роботы и космические станции, электронные часы и сердечные стимуляторы… и еще множество других электронных приборов и устройств могут считаться потомками первой системы «регистрации грозовых разрядов» Попова и радиоприемника Маркони.

Только перечисление всех областей, где используется радио, заняло бы, пожалуй, не одну сотню страниц. Сегодня уже ни кого не удивляет возможность обмена информацией с любой точкой нашей планеты посредством радиоволн, а радиоприемники, телевизоры и портативные радиостанции стали настолько же привычны, как кино, автомобили и самолеты.

Технический прогресс не перестает поражать темпами развития. Лишь вчера не сходившие с газетных передовиц и сенсационных обзоров изобретения и открытия сегодня уже перешли в разряд обыденных. Цифровые радиорелейные линии, беспроводные и сотовые телефоны, системы спутникового радио- и телевизионного вещания, дистанционное управление межпланетными космическими станциями, радиоастрономия, спутниковая навигация GPS…

…Промозглый декабрь 1821 года. Туманный Альбион. Лаборатория в мерцающем свете свечей. В своем дневнике пятидесятилетний Майкл записывает задачу: «превратить магнетизм в электричество». За 10 лет напряженного труда он осуществил «превращение». Скрипит перо, выводя строки очередной победы человеческого разума над тайнами Природы. 24 декабря 1831 была поставлена последняя точка в первой серии знаменитой книги «Экспериментальные исследования по электричеству».

Фарадей на лекции в Лондонском Королевском институте. Рождество 1855–1856.

Майкл Фарадей своим открытием явления электромагнитной индукции (порождение электрического поля переменным магнитным полем) заложил фундамент современной электротехники.

Шли годы. Были открыты законы взаимодействия неподвижных электрических зарядов (закон Кулона) и токов (закон Ампера). Установлено, что магнитные влияния есть взаимодействия движущихся электрических зарядов. Уже прозвучал термин «мировой эфир» – гипотетическая среда, через которую протянуты невидимые «упругие линии» магнитного и электрического взаимодействия. И вот новое событие!

В 1864 профессор экспериментальной физики в Кембридже Джеймс Клерк Максвелл математически доказал, что любое электрическое волнение может производить эффект на значительном расстоянии от точки где оно произошло и предсказал, что электромагнитная энергия может передаваться в направлении от источника в виде волн, перемещающихся со скоростью света (300 000 км/сек). К 1869 все основные закономерности поведения электромагнитного поля были установлены и сформулированы в виде системы четырех уравнений, получивших название «уравнения Максвелла».

О роли Максвелла в развитии науки превосходно сказал американский физик Р.Фейнман: «В истории человечества (если посмотреть на нее, скажем, через десять тысяч лет) самым значительным событием XIX столетия, несомненно, будет открытие Максвеллом законов электродинамики. На фоне этого важного научного открытия гражданская война в Америке в том же десятилетии будет выглядеть провинциальным происшествием».

Увы, но во времена Максвелла, еще не существовало средств порождения или обнаружения электромагнитных волн. Предсказания Максвелла о существовании электромагнитного поля показались современникам бесполезными. И только после того, как Генрих Герц в 1886–89 экспериментально доказал существование электромагнитных волн, почти через десять лет после смерти Максвелла, человечество задумалось о возможности их применения

Для проведения опытов с радиоволнами немецкий физик Генрих Рудольф Герц использовал разрядник (два электрода, разделенные воздушным зазором), установленный в центре параболического металлического отражателя. Металлическое кольцо с намотанной на нем катушкой подключалось к другому разряднику, идентичному первому. Искра, возникающая в первом разряднике, вызывала возникновение меньшей искры в зазоре второго. Таким образом, Герц доказал, что предсказания Максвелла были верны, по крайней мере, на коротких расстояниях. Было установлено, что электромагнитные волны распространялись прямолинейно и могли отражаться от металлических листов так же, как световые волны отражаются зеркалом.

Были открыты и экспериментально доказаны основные принципы, лежащие в основе передачи электромагнитной энергии на расстоянии. Осталось совсем немного – создать устройство способное к этому.

Идея по созданию радиоприемника материализовалась 7 мая, 1895 на заседании Русского физико-химического общества в Санкт-Петербургском университете. Современники Александра Степановича Попова могли прочитать в «Кронштадтском вестнике» от 30 апреля (12 мая) 1895: «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’».

Нет полной уверенности в исторической достоверности этого и некоторых других фактов из истории изобретения радио и о роли в этом Попова. В энциклопедии «Британика» («Britannica.com Inc.») сказано: «…Александр Степанович Попов, физик и инженер-электрик, считающийся в России изобретателем радио. Очевидно, что он создал первый примитивный радиоприемник – датчик молний (1895), независимо и без знания о современных работах итальянского изобретателя Гульельмо Маркони. Подлинность и значение успешных экспериментов Попова не подвергаются сомнению, но обычно признается приоритет Маркони».

…Телеграфия без проводов? Кому это нужно? Итальянское Министерство Почты и Телеграфа отклонило патент на изобретение, представленный в 1886, ввиду его непрактичности. Воистину нет пророков в своем отечестве – раздосадованный Гульельмо отправился в Великобританию, где к изобретениям относились более заинтересовано.

Сэр Вильям Прис, тогдашний директор Почтового ведомства, стал восторженным сторонником нового изобретения, что в большой степени предопределило дальнейшую судьбу Маркони.

В своих экспериментах Маркони подсоединял один из электродов разрядника к вертикально подвешенному проводу (играющему роль антенны), а другой электрод к земле (заземление). На приемной стороне системы использовалось аналогичное устройство. Расстояние между передатчиком и приемником постепенно увеличивалось: сначала до 300 ярдов (275 м), затем до 2-х миль (3 км), далее через Английский Канал (пролив Ла-Манш). Наконец в 1901 году Маркони «перебросил мост» через Атлантику, «связав» континенты. Знак «S» переданный азбукой Морзе пролетел сквозь пространство между местечком Полду на полуострове Корнуолл (Великобритания) и городом Сент-Джонс на полуострове Ньюфаундленд (Канада) преодолев со скоростью света расстояние почти 2 100 миль (3 500 км).

Но обо всем по порядку…