в каком году изобрели радио попов
Интересные факты изобретения радио
Сегодня мой профессиональный праздник: 25 апреля (7 мая по новому стилю) 1895 года Александр Степанович Попов на заседании Русского физико-химического общества «продемонстрировал возможность передачи и приема сигнала, посредством электромагнитных волн на расстояние 64 метра с помощью специального переносного устройства, которое реагировало на электрические колебания».
Ну а так как я всю свою сознательную жизнь связал с радио, то я хочу рассказать вам несколько любопытных фактов.
Радио изобрел зубной врач!
Если говорить о радио как о «системе беспроводной передачи информации» (т.е. передатчик и приёмник), то на самом деле, корни уходят глубже: в 1888 году немецкий физик Генрих Герц не только создал искровой передатчик, но и доказал на практике существование электромагнитных волн, создав устройство, которое уже можно было назвать приёмником.
А приёмник на когерере, который усовершенствовал Попов, создал английский учёный Оливер Лодж, и 14 августа 1894 года на заседании в Оксфордском университете провёл удачный эксперимент, послав сигнал на расстояние почти 40 метров – по сути, это была первая демонстрация радиосвязи. Сам же когерер был изобретён в 1890 году французом Эдуардом Бранли, но он сам не увидел практического применения своего изобретения…
Стоит отметить важный факт – приёмник Попова, продемонстрированный 25 апреля (7 мая) 1895 года изначально не был приспособлен для приёма телеграфных сигналов – он лишь регистрировал наличие радиосигнала. Попов понимал, что можно сделать и беспроводный телеграф, но как всегда в России его изобретением не заинтересовались и отказали в финансировании, назвав эту идею ересью. Сам же Попов был сильно занят преподавательской деятельностью, и занимался радио лишь в свободное от работы время, покупая материалы за собственные деньги (истинный радиолюбитель тех лет!), поэтому смог усовершенствовать приёмник до возможности приёма телеграфных сигналов лишь спустя 2 года!
В то же время, публикации А.С. Попова привлекли внимание известного итальянского физика Аугусто Риги, который изучал метод радиопередачи Попова. Этими работами под влиянием А. Риги заинтересовался молодой предприимчивый итальянец Гульельмо Маркони, который, пытался повторить в доме своего отца в Болонье опыты Попова. В конце концов, в начале 1896 года он передал осмысленный телеграфный сигнал с крыши лондонского почтамта в другое здание на расстояние 1,6 км.
По сути, он присоединил телеграфный ключ к передатчику Герца, и телеграфный аппарат к приёмнику, аналогичному приёмнику Попова, и 2 июля 1897 года получил патент на «усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов в передающем аппарате». Маркони проявил себя гениальным пиарщиком и организатором экспериментов, но весьма слабым теоретиком. Но ему очень хотелось, чтобы его признавали осведомленным специалистом, разработчиком теоретических основ и первооткрывателем неизвестных законов физики.
Когда Маркони «изобрёл» радио и включил его,
Он услышал в эфире передатчик Попова… ©русское-народное
Однако ещё 10 марта 1891 года сербский физик Никола Тесла сконструировал резонансный трансформатор, позволяющий получать очень высокие напряжения высокой частоты, и высказал мысль о возможности передачи электромагнитной энергии вдоль поверхности земли без проводов. В том же году он запатентовал в США способ надёжного «получения токов, которые могут быть использованы в радиосвязи». В 1893 году Тесла построил первый волновой радиопередатчик, опередив Попова и Маркони на несколько лет.
Но первый в мире патент на систему беспроводной связи получил 30 июля 1872 года американский врач-дантист Махлон Лумис, который в 1868 году продемонстрировал группе американских конгрессменов и ученых работу прототипа линии беспроводной связи протяженностью примерно 22 км! Воздушные змеи поднимали провода на высоту около 190 м. На приемной стороне в провод был включен гальванометр. Когда на передающей стороне провод соединялся с землей, на приемной стороне ток в проводе резко изменялся, вызывая отклонение стрелки гальванометра. В экспериментах Лумиса впервые в радиосвязи были применены высоко поднятые над землей передающая и приемная антенны.
Таким образом, первый опыт беспроводной связи произвёл Лумис, даже не зная о существовании радиоволн. Через 19 лет Герц доказал существование электромагнитных волн и сделал первое подобие передатчика и приёмника. Через 6 лет Лодж и Попов на базе трубки Бранли создали более-менее надёжный приёмник электромагнитных волн. Маркони, как предприниматель первый догадался о «практическом использовании радио» для передачи телеграфных сигналов, приспособив передатчик Герца и приёмник Попова к этой задаче. Разработка устройства для надежной генерации радиосигналов и изобретение антенны – заслуга Николы Теслы.
Установление исторической истины, наверное, теперь не так уж и важно. Главное – мир получил уникальнейшее средство коммуникации! Радио послужило мощнейшим стимулом в исследовании и развитии электричества, и стало основой электроники (а электроника породила вычислительную технику)!
А началось всё с ленивого подростка…
Шагнём ещё вглубь истории – если говорить о радио, как вообще об «электромагнитных волнах» то фундаментальной основой послужило открытие явления электромагнитной индукции, которую в 1820 году обнаружил датский физик Ганс Христиан Эрстед. Однако история обычно умалчивает, что «отклонение магнитной стрелки, при пропускании электрического тока по проволоке», заметил юноша-лаборант, который был в меру ленив и не убрал с кафедры стрелку компаса, использующуюся в предыдущем опыте. Имя подростка история не сохранила.
На основе теории электромагнитной индукции, британский физик Джеймс Максвелл также теоретически предсказал существование электромагнитных волн. А в 1861—1865 годах провёл ряд экспериментов и на их основе создал теорию электромагнитного поля, которую сформулировал в виде системы уравнений. Вместе с выражением для силы Лоренца они образуют полную систему уравнений классической электродинамики!
Слово «радио» появилось за 20 лет до его изобретения!
Термин «радио» (от лат. radius, radiare, radio — испускать, облучать, излучать во все стороны) впервые ввел в обращение известный английский физик-химик В. Крукс в 1873 году (для объяснения результатов некоторых химических опытов), т.е. почти за 20 лет до изобретения радио!
Сам Крукс не проводил экспериментов по технике передачи и приема электромагнитных волн, но он был писателем-фантастом допускавшим «бесконтактную биологическую связь между головами людей» и публиковал свои статьи в журналах. Так в 1892 году в статье «Некоторые возможности применения электричества» английского журнала общего профиля, описывая воображаемую приёмо-передающую установку, он широко использовал понятие «радио». Другие заявленные по тексту термины, такие как генерирование, диапазон, чувствительность, избирательность и прочие, также стали потом общеупотребительными. Удивительный пример научного предсказания!
При всем при этом, термин «радио» вначале не был популярен в Европе. Учёные и изобретатели примерно до 1910 года использовали термин «беспроводная связь», ведь в те годы радио было лишь альтернативой проволочного телеграфа.
Когда радио «заговорило»?
Проводной телефон был изобретён Гремом Беллом в 1876 году. (Опять же истинным изобретателем «звука, бегущего по проводам» был итальянец Антонио Меуччи, который подал заявку на изобретение в 1871 году, а Белл украл у него идею. Справедливость была восстановлена в 2002 году.) Так, вот, после изобретения радио, идея беспроводного телефона стала «витать в воздухе».
По сути, передаваемый радиосигнал не нёс в себе полезной информации. Первым, догадавшимся промодулировать радиосигнал, был канадский изобретатель Реджинальд Фессенден, который включил угольный микрофон в разрыв провода антенны искрового передатчика. 23 декабря 1900 года Фессенден провёл успешную передачу речи на расстояние 1 миля, которая, по сути, была первым в мире сеансом звуковой радиопередачи.
Так появилась амплитудная модуляция. Звук был сильно искажённым и непригодным для практического применения, но эта передача показала, что после технических доработок вскоре будет возможно передавать звук с помощью радиосигнала. В дальнейших экспериментах, в качестве источника радиосигнала Фессенден начал использовать альтернаторы – машинные (вращающиеся) генераторы переменного тока, а также построил антенну высотой 128 м!
Вечером 24 декабря 1906 года накануне Рождества Фессенден использовал альтернатор для передачи короткой радиопрограммы, которая включала песню «O Святая ночь» в собственном исполнении на скрипке, а также чтение отрывка из Библии. 31 декабря, в канун Нового года состоялась вторая короткая передача. Основной аудиторией этих передач было неизвестное количество судовых радиооператоров вдоль атлантического побережья. По сути, это был первый опыт радиовещания!
В те годы для приёма использовались детекторные приёмники, а широкие горизонты радиовещания открылись лишь в 1920-е годы – после изобретения триодного усилителя на лампе – радио стало громкоговорящим. Этому предшествовало открытие в 1883 году Эдисоном эффекта «распыления вещества нити накаливания в электрической лампе», которое послужило основой изобретения английским учёным Джоном Флемингом вакуумной электронной лампы (диода) в 1905 году, и в 1906 году лампы-триода американским инженером Ли де Форестом.
Откуда пошло слово «радиовещание»?
Само слово «радиовещание» ввёл основатель и преподаватель колледжа беспроводной телеграфии и техники в Сан-Хосе Ч. Херолд. Он построил искровой передатчик, через который начал транслировать речевые и музыкальные программы, которые принимали в основном бывшие и действующие ученики колледжа.
Херолд родился и вырос в фермерской среде, где посев семян на поле в разброс назывался «broadcasting». Антенна передатчика имела круговую диаграмму направленности, т.е. излучала радиоволны во все стороны – то по аналогии с сельскохозяйственным определением, Херолд стал именовать свои трансляции как «бродкастинг» (радиопередача, радиовещание).
Радио, вероятно, самое гениальное открытие 19 века, сильно повлиявшее на уклад жизни людей. Многие открытия сегодня уже перешли в разряд обыденных явлений – цифровые радиорелейные линии связи, беспроводные и сотовые телефоны, системы спутникового радио- и телевизионного вещания, дистанционное управление межпланетными космическими станциями, радиоастрономия, спутниковая навигация GPS. Сегодня ни одна отрасль деятельности человека не обходится без радио.
Попов, Маркони, Тесла: кто на самом деле изобрёл радио?
Есть такое выражение: «у успеха много отцов, а неудача всегда сирота». Неудивительно, что изобретение радио приписывают аж трём разным учёным. В России считается, что это сделал Александр Попов, в Европе авторство отдают Гульермо Маркони, а в США уверены — постарался Никола Тесла. В честь недавнего 160-летия российского физика выясняем, кто прав.
День радио
На первый взгляд, ситуация безумная: три стороны отстаивают взаимоисключающие теории первенства. Американцы продвигают Теслу как изобретателя радио примерно с середины прошлого столетия, хотя в череде других его феерических открытий этот факт немного растворяется.
В Европе по-прежнему популярна идея открытия Маркони, что лучше всего иллюстрирует огромный блок с перечислением его достижений на английской Википедии. Хотя в общем западном дискурсе, первенство Маркони всё-таки поставлено под сомнение Теслой.
А вот Попов широко известен у нас, зато почти незаметен за рубежом. Об этом говорит и крохотный абзац во всё в той же английской статье на Википедии, и первые девять ссылок на вопрос «who invented the radio» — западный Google о Попове не знает.
Кто прав — Европа, США или Россия? Разбираемся.
Попов
7 мая 1895 года в Петербургском университете Попов показал коллегам своё изобретение — прибор, способный передавать сигналы. Это событие было зафиксировано в протоколе Русского физико-химического общества как сообщение «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям». Стоп. Какие порошки? А те самые, которые открыли путь к практическому применению электромагнитных волн.
Задолго до перфоманса Попова физики заметили, что металлические опилки — отличные приёмники радиосигнала. Проходящая через них электромагнитная волна искрит и окисляет насыпанную в колбу стружку. Та меняет электропроводность и немного «слипается». Чтобы вернуть «металлическим порошкам» прежние свойства, их нужно немного встряхнуть. Для этого в 1890 году изобретатель Эдуард Бранли придумал специальный прибор — когерер.
Именно от опытов французского коллеги и отталкивался Попов.
Учёный улучшил прибор, прикрепив к нему обыкновенный звонок. При наличии сигнала молоточек одновременно извлекал звук и ударял и по стеклянной колбе. Опилки встряхивались, а пользователь понимал длительность сигнала. Получалось как в азбуке Морзе: на короткий сигнал прибор отвечал коротким звонком, на длинный — продолжительной трелью.
Один из приёмников Попова
А ещё Попов использовал в своём устройстве антенну. Этот элемент позволил учёному претендовать на лавры «отца радио». В журнале «Электричество» 1925 года российский учёный и основатель радиотехники Имант Фрейман так объяснял вклад коллеги:
Был известен индуктор, могущий дать при искровом разряде ток высокой частоты в колебательной электрической цепи, был известен когерер, могущий выявить наличие тока высокой частоты; орган же, связывающий внешнее электромагнитное поле с теми цепями, в которых можно было возбудить или выявить ток высокой частоты, однако, известен не был; вибратор Герца ни в коем случае не может почитаться за технический прообраз радиосети,— его нужно было искать в другом месте,— и немалая заслуга Попова заключается в том, что он этот прообраз искал и нашёл.
Имант Фрейман один из основателей отечественной радиотехники
В итоге изобретение попало на страницы «Русского физико-химического общества» — описание прибора перевели на все основные европейские языки. Уже в марте 1896 года удалось передать осмысленный радиосигнал на расстояние 250 метров. А серьёзное испытание техника Попова прошла в 1899-м, когда броненосец «Генерал-адмирал Апраксин» пробил бок в Финском заливе.
Ледокол «Ермак» спасает броненосец «Генерал-адмирал Апраксин».
Благодаря радиотелеграфным станциям, построенным на месте аварии и берегу, экипаж отправил «на землю» данные, которые помогли вытащить корабль из ледяного плена. Когда спасательная операция завершилась, Попова заслуженно наградили на родине. А броненосец прожил ещё до 30-х годов, пока не был списан в утиль.
Как писал журнал «Радио», отдельная заслуга учёного в том, что его «аппаратура имела ещё одно исключительно важное достоинство для того времени — она предстала в виде законченной разработки, пригодной для быстрого внедрения». Помимо России, радиоприбор производили в Германии, США, Франции. И везде его называли «схемой Попова» — вплоть до самой смерти изобретателя.
Особенно продуктивное сотрудничество сложилось у Попова с французским предпринимателем Э. Дюкрете — их переписка легла в основу отдельной книги. В ней отмечается, что «благодаря активности самого Дюкрете, его поддержке авторитета Попова в многочисленных выступлениях, имя Попова как изобретателя беспроволочного телеграфирования стало достаточно широко известно на Западе».
И это действительно так. Да, обычному западному человеку Попов не очень известен, однако заграничное научное сообщество неоднократно отмечало заслуги россиянина. Например, 7 мая 1895 года по версии ЮНЕСКО входит в список «важнейших в истории радио дат». В женевском Международном союзе электросвязи огромный зал назван именем Попова — ему, как пионеру радиосвязи, посвящена мемориальная табличка. А в 2005 году американский Институт инженеров электротехники и электроники установил в Петербургском университете ЛЭТИ мемориальную доску Попову в честь юбилейного 110-летия со дня изобретения радио.
Конечно, в широком сознании российского ученого вытеснили Маркони и Тесла. Однако это вряд ли расстроило бы нашего физика.
Он не гнался за личной славой, а просто хотел подарить стране что-то полезное. Не зря ему принадлежит знаменитая фраза: «Если не современники, то, может быть, потомки наши поймут, сколь велика моя преданность нашей Родине и как счастлив я, что не за рубежом, а в России открыто новое средство связи».
Маркони
Слава итальянца Гильермо Маркони вызывает больше вопросов, нежели биографии остальных участников этой запутанной истории. При этом нельзя отрицать, что его имя тоже вписано в хроники развития радио. Ведь именно Маркони в 1896 году первым получил патент на гаджет, способный передавать и принимать радиоволны. Его прибор был очень похож на изобретение как Попова, так и Теслы, а назывался «Усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов в передающем аппарате».
Обратите внимание на первое слово — Маркони действительно улучшил чужие изобретения, добавив несколько катушек и металлические пластины. Правда, в своей заявке на патент он намеревался использовать прибор для приёма сигналов не только по воздуху, но и через землю и воду, что несколько противоречит законам физики.
Российские исследователи любят вспоминать этот курьёзный случай, указывая на некомпетентность молодого физика — Маркони тогда было чуть больше 20 лет, и он только-только начал изучать радиоволны. Что, впрочем, не помешало ему стать изобретателем на бумаге.
Есть за Маркони и эпохальное открытие: его опыты подтвердили, что электромагнитные волны могут уходить за пределы горизонта.
В декабре 1901 года итальянец передал через Атлантический океан сигнал на азбуке Морзе. Эта новость дала понять научному сообществу — передавать волны за горизонт можно, причём над водой тоже. Более того, так получается даже быстрее.
Остальная слава итальянца обусловлена тем, что он толково продвигал свои радиоприборы — например, провёл первый радиорепортаж. Когда началась очередная парусная регата, он оснастил радиоаппаратурой яхту принца Уэльского. Тот незадолго до заплыва повредил ногу, и в Британии очень волновались, как же сын королевы Виктории справится с гонками. Приёмник Маркони бесперебойно поставлял сводки о здоровье аристократа — эти новости радостно подхватывала пресса. Вскоре всё королевство узнало не только о погоде на море, но и об изобретениях итальянца.
Приёмники Маркони начали расходиться по судам и домам. Да, это больше заслуга рекламы, но повсеместное распространение радио спасло сотни жизней. Например, экипаж «Титаника» подал сигнал SOS именно по аппарату, установленному «Международной компанией морской связи Маркони». Если бы не это устройство — неизвестно, сколько людей удалось бы спасти.
Аппарат Маркони, который был в «Титанике»
Правда, обошлось бы вообще без жертв, если бы Маркони не препятствовал установке на кораблях оборудования других компаний. В ту ночь на расстоянии всего восьми километров от «Титаника» проплывал пароход «Калифорниан», но из-за старого приёмника там не распознали сигнал. Из других «грехов» изобретателя: он состоял в фашистской партии, фотографировался с Муссолини, а также провоцировал добропорядочных советских граждан на преклонение перед Западом.
Вероятно, по этим причинам Советский Союз в своё время развернул мощную пропаганду против «воришки-итальянца».
А ещё Союзу не хотелось упускать славу Попова как «отца радио». Штука в том, что в те годы активно развивалась система авторского права. Можно было заставить другие страны платить за использование изобретений, сделанных у себя. Поэтому в СССР очень хотели иметь в своих рядах как можно больше новаторов.
Тесла
Сейчас Тесла воспринимается как «Илон Маск XX века». Он изобрёл электрический счётчик, разработал теорию полей, спровоцировав постройку Ниагарской ГЭС, изучил влияние тока на человеческий организм, а ещё придумал фантастический резонатор и, возможно, первый электромобиль.
Никто не спорит, что Тесла был гением. Тогда откуда сомнения, что он изобрёл радио?
Серб раньше всех приблизился к созданию приёмника электромагнитных волн. Об этом он заговорил ещё в 1890 году: «Недорогой аппарат позволит владельцу слушать в море или на земле музыку или песни, речь политического лидера, выдающегося учёного или проповеди священника, находящегося на огромном расстоянии». А в 1893-м Тесла выступил с докладом «О свете и других высокочастотных явлениях» в Институте Франклина в Филадельфии. Там он описал приёмник и передатчик, антенну, заземление, контур, катушку индуктивности, конденсатор и даже репродуктор, придуманный им ещё в Будапеште.
В общем, это было почти готовое радио. Казалось бы — вот оно, открытие, патент и мировая слава. Но Тесла не погнался за мелкой рыбешкой и не стал акцентировать внимание на изобретении. Беспроводная связь была лишь частью его фантастического, но, кажется, вполне осуществимого замысла — передавать электроэнергию по всему миру, не используя провода.
Теслу интересовали другие вещи
С помощью огромного резонатора он собирался гнать ток в любую точку планеты. Например, так Тесла описывал одну из станций: «Эта станция позволяет получить электрические мощности до десяти миллионов лошадиных сил. Она рассчитана на обслуживание всех возможных технических достижений без излишних затрат».
Помимо безумных амбиций, помехой для получения патента мог стать и масштабный пожар в лаборатории Теслы в 1895 году. Восстановление записей и нервов, конечно же, потребовало времени, и вступить в борьбу за свои права исследователь смог лишь значительно позднее.
Тем не менее он получил по заслугам, но уже в США.
Вмешались политические и экономические интересы. Долгое время Патентное ведомство США не выдавало Маркони патент на изобретение радио, ссылаясь на приоритет Теслы. Решение изменили в 1904-м — возможно, из-за мощной финансовой поддержки Маркони в Америке. После того, как итальянец получил ещё и Нобелевскую премию в 1911 году, Тесла не смог молчать и подал на Marconi Company в суд.
Тесла в старости
Маркони ответил, но уже не коллеге-учёному, а правительству США — мол, американцы использовали его патенты во время Первой мировой войны. И тоже подал в суд. Тогда США просто уклонились от иска, отдав патент сербу. Так Теслу официально признали изобретателем радио в Америке — спустя несколько месяцев после смерти.
Наука для политики
Вывод из этих историй один: национальные интересы делают науку полем боя за славу и деньги, а винить некого. Кто знает, как повернулось бы дело, если бы Тесла не проводил свои безумные эксперименты. Маркони, вероятнее всего, был просто хитрым предпринимателем со связями, зато ему удалось поставить изобретение на поток. Неизвестно, как долго ещё раскачивалась бы индустрия без его участия. А Попов хоть и был скромным петербургским интеллигентом, но свою долю признания точно получил — как минимум, на одной шестой части суши.
Дураки о добыче спорят, а умные её делят. Сейчас нам всем доступны радио, телевидение и беспроводные зарядки. Кому сказать за это «спасибо» — решайте для себя самостоятельно.