Митчел Уилсон - Американские ученые и изобретатели

• Название: Американские ученые и изобретатели
• Автор: Митчел Уилсон
• Издательство: Pyfybt
• Жанр: Научпоп
• Год: 1964

Очерки, посвящённые самым выдающимся учёным и изобретателям Америки, чья деятельность оказывала часто решающие влияние на развитие мировой науки и техники. Рассказывая об их жизни и творчестве, автор в то же время показывает их неразрывную связь с мировой наукой, с мировой культурой. Поэтому содержание книги значительно шире того, что можно предположить по её названию.

Книга представляет собой серию литературных портретов известных американских ученых и изобретателей — Франклина, Морзе, Эдисона, братьев Райт, Фултона, Эли Уитни, Генри, Чарльза Гудийра, Александра Белла, Уилларда Гиббса, Альберта Майкельсона, Роберта Милликена, Ли де Фореста, Ирвинга Пангмюра.

Читателя, который даст себе труд познакомиться с очерками Митчела Уилсона, воскрешающими яркие страницы истории изобретательской мысли, не придётся убеждать в высоких литературных достоинствах этого труда. Писатель выступает не только как острый новеллист, но и как глубокий знаток тех конкретных областей человеческой деятельности, в которых подвизаются его герои.

---

Контракт с фирмой Ллойда, подписанный в 1901 году на 14 лет, предусматривал строительство радиостанций вдоль всего побережья Англии. Британское адмиралтейство подписало с Маркони контракт на установку радиоаппаратуры на тридцати двух судах. Операторы на судах продолжали оставаться на службе у Маркони.

Среди важных изобретений, использованных в аппарате Маркони, были система настройки, созданная Оливером Лоджем, шкала настройки Маркони, антенна, диодный детектор Флеминга, в котором было применено открытие Эдисона, сделанное двадцать лет назад, и магнитный детектор Маркони, заменивший когерер.

В Германии два аппарата конкурировали с системой Маркони — профессора Фердинанда Брауна и Рудольфа Слэби с графом фон Арко, которые по приказу кайзера создали объединенную корпорацию «Телефункен». «Телефункен» построила станции на Лонг Айленде и предложила флоту Соединенных Штатов приобрести приемники. Маркони же соглашался строить свои станции только на арендных началах. И компания Маркони, и «Телефункен» серьезно занялись радиотелеграфной связью. Передача в эфире человеческого голоса — радиотелефония — на заре радио интересовала только американских исследователей.

Когда в 1899 году Ли де Форест получил работу, связанную с радио, он в своих исследованиях был далеко позади своего соотечественника Реджинальда Фессендена, внесшего уже три серьезных усовершенствования в беспроволочный телеграф.

Вместо когерера Фессенден создал «электролитический детектор», состоявший из тонкой платиновой проволочки, покоящейся на поверхности кислоты. Постоянный ток, проходивший по платиновой проволочке, создавал газовый пузырек, который прерывал течение электротока. Когда же переменный ток радиосигнала проходил по проволочке, пузырек лопался. Мгновенный поток электричества мог быть в этот момент услышан в телефонной трубке. В течение десятилетия детектор Фессендена служил образцом чувствительности, до тех пор, пока его не вытеснило великое изобретение де Фореста.

Вторым вкладом Фессендена был разработанный им план использования высокочастотных волн, не воспринимаемых человеческим ухом, но способных проходить огромные расстояния. Его «гетеродин» работал следующим образом: сигнал с частотой в 200 тысяч циклов слишком высок для человеческого уха, но когда в приемном устройстве этот сигнал смешивался с другим сигналом, имевшим частоту в 201 тысячу циклов и выработанным в самом аппарате, получали сигнал с частотой, равной разности частот двух исходных сигналов, т. е. слышимую ухом ноту с частотой в 1000 циклов. Фессенден намеревался «посадить» слышимые сигналы на высокочастотного «извозчика», который в приемнике «ссаживал» бы низкие частоты. Однако дуговой генератор Фессендена создавал так много посторонних шумов, что план его нельзя было осуществить до тех пор, пока изобретение де Фореста не сделало «гетеродин» вещью вполне реальной.

Третьим вкладом Фессендена было использование высокочастотного альтернатора, оставшегося в употреблении в течение пятнадцати лет. Необходимость в этих громоздких приборах отпала лишь после изобретения де Фореста.

Фессенден вышел из некогда принадлежавшей ему компании, которая перешла к Вестингаузу. А в начале 20-х годов вновь созданная Ар-Си-Эй[37] поглотила компанию, передав ее бывшим хозяевам 450 тысяч своих привилегированных и такое же количество обычных акций, но Фессендена к тому времени уже не было в живых.

Де Форест появился на арене беспроволочного телеграфа в 1900 году. К тому времени фирмы Маркони, «Телефункен» и «Фессенден» занимали прочное положение, заручившись многочисленными патентами. В течение пяти лет, до 1906 года, де Форест получил тридцать четыре патента на изобретения, представлявшие интерес, но не являвшиеся фундаментальными.

В 1900 году де Форест получил место в лаборатории пионера беспроволочного телеграфа Джонсона. Но меньше чем через год де Форест ушел от него с целью основать собственное дело. Он занял тысячу долларов на постройку беспроволочного телеграфа, чтобы передавать сообщения с международных состязаний яхтсменов по заказу ассоциации «Паблишере пресс». Он собирался привлечь внимание публики к сконструированному им электролитическому приемнику, названному «респондером». Попытка окончилась провалом. Аппарат был так нежен, что чаще ломался, чем работал.

В 1902 году де Форест познакомился с биржевым дельцом Авраамом Уайтом. Уайт организовал Американскую компанию беспроволочного телеграфа де Фореста, получившую разрешение выпустить акции на сумму 3 миллиона долларов. Военное министерство передало де Форесту заказ на экспериментальные работы для корпуса связи. Получил он такой же заказ и от Военно-морского флота США, желавшего покончить с зависимостью от иностранных радиокомпаний. «Юнайтед Фрут компани» поручила ему строительство цепочки радиостанций между Коста-Рикой и Панамой.

Тем временем президент компании Уайт издавал пышные рекламные проспекты и построил девяносто станций в разных концах страны. Большинство из них никогда не работало. В 1907 году де Форест обнаружил, что его директора ограбили кассу, продав фонды подставной компании. Де Форест ушел в отставку, сохранив за собой лишь те патенты, которые ему еще не успело выдать патентное бюро, и организовал новую корпорацию под названием «Де Форест Радиотелефон компани» с капиталом в 2 миллиона долларов. Командование флота США тут же передало де Форесту заказ на двадцать семь радио-установок для флотилии, которая отправлялась в кругосветное плавание.

В 1910 году де Форест провел первую в истории музыкальную радиопередачу из театра «Метрополитен Хауз», где давалась опера с участием Карузо. Тогда же он начал ежедневные музыкальные передачи, которые слушало все возрастающее число радиолюбителей.

В 1911 году правительство предприняло крестовый поход против распространителей акций радиокомпаний, и де Форест, лишившись новых источников средств, обанкротился. Чтобы компенсировать потери, де Форест вернулся к работе над изобретением, запатентованным им еще в 1906 году. Именно об этом изобретении много лет спустя лауреат Нобелевской премии И. И. Раби писал, что «оно стоит в одном ряду с величайшими открытиями всех времен».

Аудион

С тех самых пор, когда де Форест начал работы в области беспроволочного телеграфа, он непрерывно искал способ улучшить прием радиоволн. Он непрестанно пытался усовершенствовать различные виды детекторов, бывших тогда в употреблении: когереры, электрические детекторы и т. п., поэтому он лучше других знал их ненадежность и недостатки.

Устройство, которое в конце концов создал де Форест, не родилось в единичной вспышке вдохновения, а было результатом последовательного поиска, продолжавшегося в течение ряда лет. Несмотря на глубокое образование, полученное в Йельском университете, де Форест не был знаком с эффектом Эдисона. В дни, предшествовавшие всеобщему признанию факта существования электронов, эффект Эдисона был почти никому не известен, за исключением его ближайших сотрудников.

Первый опыт де Фореста в этой области относится к сентябрьскому вечеру 1900 года, когда он изучал воздействие волн Герца на пламя обычной вельсбахской горелки. Де Форест знал, что газовое пламя проводит электричество. Хотя его опыт с вельсбахской горелкой дал неопределенный результат, де Форест тем не менее был убежден, что среди светящихся газов он рано или поздно найдет хороший детектор для волн Герца. Но так как у него не было денег для таких опытов, он занялся электролитическим респондером. Его он усовершенствовал до такой степени, что респондер успешно конкурировал с соответствующими устройствами других систем.

Среди треволнений, связанных с коммерческими взлетами и падениями в том самом Нью-Йорке, чье описание оставили нам О. Генри и Джеймс Гонекер, де Форест все же находил время вновь и вновь возвращаться к опытам с газами. В 1903 году он сам изготовил горелку Бунзена, пламя которой лизало два платиновых электрода; один из них был соединен с антенной, другой с телефонной трубкой, второй полюс которой был заземлен. На этом приборе де Форест принимал радиосигналы с судна, стоявшего в нью-йоркской бухте.

«Было совершенно очевидно, что для судовой радиостанции приспособление с газовым пламенем совершенно неприемлемо. Поэтому теперь я стал искать способ нагревать газ непосредственно электрическим током».

Он поставил опыт, применив лампу с угольной нитью накаливания, но не добился положительных результатов. В 1903 году была сконструирована лампа с угольной нитью и платиновой пластинкой, расположенной неподалеку от нее. Де Форест думал соединить пластинку с источником высокого напряжения. Радиоволны, по его замыслу, ионизировали бы газ в баллоне лампы, и внутреннее сопротивление лампы колебалось бы в соответствии с изменениями радиосигнала. Чтобы увеличить воздействие радиоволн на газ, де Форест обернул баллон лампы в кусок фольги. Третий электрод был соединен с антенной, и на него попадал радиосигнал.