Что есть радио?
Александр Попов известен в России как изобретатель радио. Дискуссии о его первенстве в изобретении начались еще при царе, но совершенно иначе его имя зазвучало в 1940-е годы, когда 7 мая (годовщина первой презентации его приемника) было бескомпромиссно объявлено Днем радио. Связано это было со сталинской кампанией по «борьбе с космополитизмом — с культурной войной с Западом, в ходе которой политработники пытались доказать превосходство русской культуры и цивилизации над европейской и американской. Пропагандисты старались разглядеть русские корни у всех изобретений, и радио стало одной из жертв. Сделать это было легко, в том числе из-за неясности определений: смотря что считать «радио».
Так, радиотехника стала возможна только благодаря открытию феномена радиоволн. Их существование экспериментально доказал немец Генрих Герц во второй половине 1880-х годов. Он обнаружил, что если на приборе определенного вида зажечь высоковольтную искру между двумя контактами, то аналогичная, но гораздо более блеклая искра зажжется между контактами другого прибора в нескольких метрах от передатчика. Вторичную искру можно было разглядеть только в темной комнате, и практической пользы от этого не было никакой, но так началась эра радио.
С первенством Герца в открытии радиоволн обычно никто не спорит, и Германия по праву могла бы отмечать свой День радио в годовщину одного из герцовских экспериментов. Однако весь труд Герца в этом направлении с его студенческих лет был построен как практическая проверка теории Максвелла, британского (шотландского) физика, предсказавшего существование радиоволн еще в начале 1860-х годов.
В попытках успокоить уязвленную национальную гордость Великобритания, будь она другой страной, могла бы объявить работы Герца вторичными и приписать первенство в открытии радио себе, но и с этим было бы не все так чисто. В 1789–1790-х годах — когда французы еще не казнили короля Людовика XVI, — итальянец Луиджи Гальвани заметил, что электрическая искра заставляет лягушачью лапку сокращаться в конвульсиях, если в нее воткнут скальпель, причем касалось это как опытов с электробатареями, так и с молниями. Ученые потом долгие десятилетия использовали отрезанные лягушачьи лапки в качестве лабораторного детектора слабых токов, и при должной изобретательности их наверняка можно было бы превратить в подобие радиоприемника.
Эти примеры хорошо показывают, как при наличии политической задачи оспорить можно первенство практически любого открытия. Однако даже если отбросить политику и подойти к вопросу непредвзято, то все еще неясно: если первую осознанную передачу радиоволн с прибора на прибор провел Герц, то что такого должны придумать его последователи, чтобы считаться изобретателями радио как системы связи?
Русский вклад
Для радиосвязи необходимо было создать удобный и эффективный приемник сигнала, который бы не заставлял радиста сидеть в темной комнате и вглядываться в крошечный просвет между контактами. Герц умер молодым и не успел усовершенствовать свой прибор, но у него было множество последователей. Один из них, француз Эдуард Бранли́, вел эксперименты с рыхлыми металлическими опилками, насыпанными между двумя электродами. В нормальном состоянии они не пропускали ток и не замыкали цепь, но в присутствии электрической искры (то есть радиоволн) превращались в проводник. Цепь между двумя электродами замыкалась, и протекающий между ними ток можно было использовать, например, для подачи звонка.
Этот прибор модифицировал английский ученый Оливер Лодж и назвал когерером, или, по-русски, «слипателем». Он же стал продвигать это устройство среди ученых и инженеров и сделал стандартным для тех лет детектором радиоволн. Его большим минусом была одноразовость, поскольку после получения первого радиосигнала опилки застывали в слипшемся положении и звонок звенел непрерывно. Прибор можно было сбросить, если по нему слегка постучать, — например, молоточком самого звонка, но это работало плохо и ненадежно.
Именно на этом этапе в работы над радио включился русский ученый и инженер Александр Попов. В начале 1895 года он прочитал статью об опытах Лоджа и поначалу планировал просто воспроизводить их для студентов на лекциях в кронштадтском Минном классе (училище). Работая вместе с ассистентом Петром Рыбкиным, он усовершенствовал схему Лоджа и сделал ее полностью автоматической.
В приемнике Попова звонок подключали к питанию не напрямую через заполненный опилками когерер, а через реле (выключатель): то есть радиоволны заставляли опилки «слипаться», они начинали пропускать ток, этот ток использовался для включения реле, а замкнутое реле пропускало ток к звонку. Молоточек звонка звенел и одновременно стучал по когереру, приводя опилки в исходное положение и готовя прибор к приему нового сигнала. Внесение в схему реле сильно повышало чувствительность прибора и делало его более надежным, тогда как в оригинальной конструкции Лоджа звонок создавал помехи для приемника. Дополнительную чувствительность прибору добавляла присоединенная к когереру антенна.
Этот прибор был продемонстрирован 7 мая на заседании Русского физико-химического общества, где звонок прибора реагировал на искры приемника на дистанции до 60 метров. Интересно, что статья об этом заседании в газете «Кронштадтский вестник» заканчивалась словами: «Поводом ко всем этим опытам служит теоретическая возможность сигнализации на расстоянии без проводников, наподобие оптического телеграфа, но при помощи электрических лучей».
Так ее редактор, известный инженер Евгений Тверитинов, пытался объяснить публике актуальность изобретения, но сам Попов видел в своем приборе прежде всего детектор молний. В вышедшей в январе 1896 года статье с описанием прибора Попов написал, что он годится «как для лекционных целей, так и для регистрирования электрических пертурбаций, происходящих в атмосфере». Связь с его помощью он считал делом будущего: «прибор, при дальнейшем усовершенствовании его, может быть применен к передаче сигналов на расстояния при помощи быстрых электрических колебаний, как только будет найден источник таких колебаний, обладающий достаточной энергией».
Таким образом, на начало 1896 года Попов и сам не считал себя изобретателем радиосвязи, а свой прибор — радио в современном понимании.
Надежды юношей питают
Совсем иным путем шел итальянец Гульельмо Маркони. На момент открытия Герцем радиоволн ему было около 14 лет, и, достигнув сознательного возраста, он практически сразу загорелся идеей беспроволочного телеграфа, так тогда называли гипотетическое устройство (на тот момент), способное надежно и удобно передавать сигналы по воздуху на расстоянии. Он не получил систематического образования в университете, но, как аристократ и сын богатых родителей, имел хороших домашних учителей, которые рассказали ему в том числе о новейших исследованиях в области электричества. И если для большинства ученых того времени радиоволны были предметом прежде всего фундаментального научного интереса, то Маркони видел в них в первую очередь средство связи.
В советской литературе 1940-х годов, говоря о первенстве в изобретении радио, зачастую противопоставлялись дата доклада Попова о своем приборе — 7 мая 1895 года — и дата оформления Маркони патента на радио — 2 июня 1896. Выходило, будто русский физик изобрел прибор раньше, но, будучи кабинетным ученым и мыслителем-бессребреником, не стал его патентовать, тогда как ушлый итальянский юноша-недоучка первым делом поспешил зарезервировать за собой право получения прибыли. Так это подавалось в сталинской пропаганде, но такое сопоставление дат — откровенный подлог.
Маркони начал эксперименты с радио задолго до того, как Попов узнал об экспериментах Лоджа и когерере. О последнем 20-летний Маркони узнал в начале 1894 года из статей, посвященных смерти Герца с описанием его работ. К лету, превратив чердак своей фамильной резиденции в Понтеккьо в электротехническую лабораторию, юноша создал рабочий детектор грозы. В декабре 1894 года он показал матери систему из приемника и передатчика, которая по нажатию кнопки заставляла звенеть звонок на другом конце комнаты. При финансовой поддержке отца он скупал всю доступную литературу и читал все, что выходило по физике радиоволн в те месяцы.
К лету 1895 года опыты пришлось перенести на улицу, поскольку дальность передачи сигнала составляла уже 800 метров. Тем же летом ему удалось достичь прорыва и преодолеть этот рубеж, который раньше считался теоретическим пределом. Изобретатель заземлил передатчик и приемник, а также добавил к ним длинные вертикальные антенны, что позволило передавать сигнал на три километра.
Но не только в этом было дело: работая над увеличением дальности, Маркони модифицировал практически каждую деталь в своих приборах. Например, он независимо создал автоматический когерер, но из его трубки с опилками, в отличие от изобретения Попова, откачивали воздух, что сильно повышало чувствительность. Важнейшими параметрами были размер, ориентация и тип антенны, а также длина и мощность искрового разряда.
К началу 1896 года Маркони уже целиком посвятил себя поиску денег для дальнейшего развития своих идей. В Италии от его изобретения отмахнулись, зато в Британии на него обратило внимание Главное почтовое управление (General Post Office). С государственной поддержкой дело пошло в гору, и к 1897 году его аппаратура стабильно передавала сообщения азбукой Морзе на десяток километров. Спустя два года системы Маркони стали устанавливать на корабли, что позволило, среди прочего, отправлять сигналы бедствия при крушении.
Если попытаться подойти к вопросу максимально строго, то у радио, как и у лампочки и колеса, не было единого изобретателя. Каждый следующий ученый и инженер что-то добавлял к работам предыдущего, и ни один из них не может присвоить себе единоличное право на итоговый результат. Но если говорить о радио как о пригодной к передаче сигналов системе из приемника и передатчика, которая была бы полезна для связи и доступна для потребителей, — приоритет в ее изобретении принадлежит Маркони.