Изобретено в России: История русской изобретательской мысли от Петра I до Николая II

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.