Пинбол-эффект. От византийских мозаик до транзисторов и другие путешествия во времени

Принцип работы телефона основывался на вибрации металлической мембраны в микрофоне говорящего, которая вызывает изменение напряжения и силы тока в электромагните. На противоположном конце провода оно вызывало изменение магнитного поля, создаваемого другим электромагнитом, что в свою очередь приводило к колебаниям мембраны динамика, которая и воспроизводила звук^33 — 51. Эдисон и его инвесторы из компании «Вестерн юнион» занимались вопросом улучшения слышимости телефона, и в 1877 году кто-то предположил, что сажа может быть чувствительна к электрическому заряду, а под давлением ее сопротивление изменяется. Эдисон приступил к опытам, прежде всего отделив передающую часть телефона Белла^34 — 54 от приемника (раньше они помещались в одном корпусе, что вызывало помехи) и поместив спрессованный угольный порошок между мембраной и электромагнитом. Демонстрация в совете директоров «Вестерн юнион» произвела фурор. С тех пор капсюли с угольным порошком использовались на протяжении еще пятидесяти лет.

Благодаря появлению телефона в 80-е годы XIX века изменился облик городов — возникли пригороды (в современном смысле этого слова, то есть районы, жители которых работают в городе). Для выездов на природу издавна использовались конки, но, чтобы обосноваться за городом, жителям, а особенно бизнесменам, нужны были средства связи с городом — конторой или фабрикой. С появлением телефона такая возможность появилась. Кроме того, индустриализация вызвала стремительный рост цен на землю, и жить в большом доме в центре города стало накладно. Так или иначе, новый богатеющий средний класс предпочитал селиться подальше от рабочих, которые ютились в арендованных комнатушках рядом с фабриками.

Рост стоимости земли привел также к появлению небоскребов, и теперь архитектор или начальник стройки мог пообщаться с прорабом на верхнем этаже здания не при помощи посыльного или сигналов свистка, а по телефону. Вскоре из-за выросших цен на недвижимость мелкие розничные магазины стали перебираться в пригороды, их владельцы просто заказывали товар по телефону у городских оптовиков^35 — 115.

К концу XIX века бурное заселение пригородов породило спрос на индивидуальные средства передвижения. Ответом стал автомобиль «Модель Т» Генри Форда^36 — 166. В шинах автомобилей использовалась более прочная резина, изготовленная с добавлением сажи. Исследования, проведенные в 1904 году, показали, что сажа значительно увеличивает прочность резины^{37 — 67, 144}, так как снижает интенсивность ее окисления.

И тут произошел один из тех крутых поворотов, которыми знаменита история: вместе сошлись и фосфаты, благодаря которым удалось накормить горожан, и электрический телефон, изменивший повседневную жизнь. Ответственность за эти события лежит на ученом, который не мог найти работу.

Уже некоторое время было известно, что, если пропустить электрический заряд через кусок металла в вакуумной трубке, возникает поток загадочных частиц^{38 — 52, 239}, который получил название катодный луч (по названию электрода). Эти лучи можно было сфокусировать в пучок толщиной с карандаш, а затем при помощи магнитного поля направлять его в нужную сторону. Также демонстрировалось, что, если подставить под луч стекло, покрытое фосфором, оно будет светиться в месте падения луча.

Ученых заинтересовал этот феномен: они надеялись побольше узнать о поведении электричества в условиях, близких к вакууму. Однако никто всерьез не думал о каком-либо практическом применении катодных лучей. Конец XIX века ознаменовался открытием «волшебных икс-лучей»[2] ^{39 — 116, 226} и все увлеклись поисками другого излучения, которое могло бы производить в вакууме столь же удивительные эффекты.

И тут наступает тот самый драматический поворот. Немецкий физик Фердинанд Браун с горечью осознал, что тема его работы (излучение в вакуумных трубках), мягко говоря, переоценена. Все, что можно было сделать с трубками, токами, катодами и экранами, уже сделано. В 1896 году Браун решает изучить единственное неисследованное явление — сами катодные лучи. Несколькими годами ранее Генрих Герц доказал, что в электрическом токе переменно чередуются положительные и отрицательные циклы и характеристики тока можно описать частотой этих циклов в секунду. Тем не менее электрические циклы никто не наблюдал воочию. Браун предположил, что увидеть их можно при помощи катодных лучей. В перспективе это позволило бы отслеживать и контролировать стабильную частоту генерируемого тока. До сих пор возможностей для такого мониторинга не существовало.