Копии за секунды. История самого незаменимого изобретения XX века

Когда Карлсон начал размышлять, как могла бы работать такая машина, естественно, он, в первую очередь, подумал о фотографии. Но скоро он понял, что у фотографии слишком много присущих ей ограничений. Можно было бы уменьшить габариты громоздкого фотостата, но для машины меньшего размера все равно понадобится специальная бумага и обрабатывающие растворы – именно то, что делало фотостат таким затратным и неудобным. Кроме того, фотография была уже настолько изучена, что вряд ли удалось бы сделать какое-то важное открытие такому изобретателю-одиночке, как Карлсон. Люди пользовались фотоаппаратами уже больше века, а лаборатории Eastman Kodak были заполнены хорошо оплачиваемыми исследователями, и все же еще пока никто не предложил способа изготовления фотоотпечатков на простой бумаге. Карлсон логически рассудил, что галогенидосеребряная фотография почти наверняка не даст решения проблемы копирования, а если каким-то образом свершится это чудо, то ему самому вряд ли удастся это сделать.

Отказавшись от обычной фотографии как области исследования, Карлсон задумался над возможностью изготавливать копии химическим способом, возможно, используя какой-нибудь мягкий растворитель для частичного растворения текста или изображения на готовом документе так, чтобы его оттиск можно было получить, прижав к нему чистый лист бумаги, как это делалось в копировальном прессе. Однако для письма используется безнадежно много разнообразных пишущих средств – краски на водной и масляной основе, графит, уголь, пастель, и другие. Карсон знал, что нет такого универсального растворителя, который смог бы работать со всеми этими материалами. Кроме того, даже если будет найден единственный годный к употреблению растворитель, он неминуемо повредит оригинал, а воспроизведенное изображение будет обратным, то есть как отражение в зеркале. Он решил, что одна химия не сможет дать ответа.

Если обычная фотография была неудобной из-за беспорядка и грязи, а химические процессы разрушали оригиналы, что же тогда оставалось? «Единственной характеристикой, общей для разных красок, карандашей и бумаги, является то, что они по-разному отражают свет на участках изображения и на фоновых участках», – говорил он потом.

Мы легко отличаем текст от бумаги, на которой он напечатан, потому что краска поглощает большую часть падающего на нее света (и поэтому она кажется черной), в то время как бумага отражает свет (и поэтому кажется белой). Безопасный для оригиналов копировальный процесс, рассуждал Карлсон, почти наверняка должен учитывать это различие так же, как использует его фотография. Но как? Были ли галогениды серебра единственными материалами, изменяющимися под действием света? Карлсон снова пошел в библиотеку и вскоре нашел книгу «Фотоэлектрические явления», опубликованную год назад.

Фотоэлектрические явления так трудны для понимания, что Альберт Эйнштейн получил в 1921 году Нобелевскую премию за то, что объяснил их в 1905 году. (Между прочим, Эйнштейн, как и Карлсон, был физиком, который работал в патентном бюро.) Говоря простым языком, фотоэлектрический материал – это такой материал, который при облучении светом начинает испускать электроны. Это явление впервые замечено в 1887 году немецким физиком Генрихом Герцем (его имя фигурирует в стандартном научном обозначении единицы измерения частоты). Герц заметил, что искры, разлетающиеся от индукционной катушки в его лаборатории, становились меньше, когда он затемнял комнату (что он делал, надеясь лучше разглядеть искры). Объяснение Эйнштейна, которое стало частью основы квантовой механики, заключалось в том, что, когда свет, действующий как поток частиц, сталкивается с электронами на поверхности фотоэлектрического материала, он высвобождает значительное число электронов и, тем самым, стимулирует увеличение электрической активности: отсюда искры большего размера. Родственное явление – фотопроводимость, о которой Карлсон прочел в той же книге. Фотопроводник – это такой материал, у которого способность пропускать электричество увеличивается при облучении светом. Это происходит потому, что свет, действующий как поток частиц, сталкивается с электронами на поверхности материала и этим увеличивает способность материала проводить ток.

«Я думал, – говорил Карлсон, – что если слой фотопроводника привести в контакт с листом бумаги, пропитанной химическим веществом, то бумага изменит цвет при пропускании через лист электричества». Работая на кухне у себя дома, он пропитывал лист обычной бумаги раствором йодида калия и крахмала, клал обработанную бумагу на медную пластину, покрытую закисью меди (фотопроводник), укладывал отпечатанный документ поверх обработанной бумаги и пропускал яркий свет с обратной стороны документа. В другой раз он говорил, что надеялся, что «лист бумаги потемнеет из-за фотоэлектрических токов, которые, как я думал, будут возникать во время экспонирования» и что на бумаге возникнет изображение отпечатанного документа. Однако ничего не случилось.