01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Технические науки
3 июня
История науки: солнышко, позвони мне

137 лет беспроводной телефонной связи

Wikimedia Commons

О воровстве патентов, об одной из главных загадок американской истории науки, о том, как болезни и смерти любимых родственников подталкивали изобретателей продолжать свои изыскания и как работал фотофон (телефон, передающий звук с помощью света), рассказывает сегодняшний выпуск рубрики «История науки».

Вы никогда не думали, что было бы, если бы у Александра Белла было оптоволокно? Скорее всего, вы слышали о нем как о первом изобретателе телефона, однако это неправда. Зато он первым создал совсем другой способ передачи информации, о котором и будет наш сегодняшний рассказ.

Александр Грэм Бэлл, потомок целой династии риторов, специалистов по красноречию и обучению глухих, когда-то начинал свою карьеру как учитель ораторского искусства и музыки. Однако женская половина его семьи не всегда могла оценить способы заработка своих супругов по достоинству: и мать Александра, и его жена были совершенно глухими (причем жена — из-за перенесенной в детстве скарлатины, как и наш знаменитый соотечественник Константин Циолковский). Возможно, это придает поэтическую красоту истории о фотофоне — изобретенном им способе передачи звуковой информации с помощью солнечного света.

25e6f99d576efce23517f415d68083a444c87fc5
Александр Бэлл с глухой женой Мэйбл, которой никогда не мог позвонить, и дочерьми, одну из которых он едва не назвал Фотофоном
Wikimedia Commons

Еще во время жизни в родной Шотландии Бэлл заинтересовался передачей звуковых сигналов на расстоянии. После семейной трагедии — смерти двух его братьев от туберкулеза — Бэлл переехал в Канаду. Читая лекции по физиологии речи в Бостонском университете и преподавая в школе для глухих (где он и встретил свою жену), он параллельно экспериментировал со способами передачи музыки и других звуков по проводам, создавая «электрическое фортепиано».

«А как же телефон?» — поинтересуетесь вы. С телефоном история довольно неоднозначная. За десять лет до переезда Бэлла в Америку другой изобретатель-иммигрант, флорентиец (хотя на самом деле в момент его рождения Флоренция принадлежала Французской империи) Антонио Меуччи, бедствовал в Новом Свете, пытаясь запатентовать свой «телектрофон». У него не было ни денег, ни покровителей, но изобретение работало — он даже установил телефонную линию между спальней жены, страдающей артритом, и своей лабораторией, чтобы ей не приходилось спускаться со второго этажа. В 1860 году, уже после смерти жены, он на последние гроши опубликовал заметку о своем изобретении в небольшой нью-йоркской газете на итальянском (английского он так и не выучил), но не смог привлечь финансирования к своим разработкам. По одной из версий, после этого Меуччи продал за скромную плату и обещание сотрудничества работающую модель и всю документацию клерку из «Вестерн Юнион», от которого они и попали в лабораторию, где через какое-то время начал работать Бэлл.

F042cf747a6fd144c9f2376573d484570721d797
Телефон Меуччи
Wikimedia Commons

Так или иначе, итальянец продолжил поиски наилучшего технологического воплощения своей идеи. Сначала он делал мембрану из кож животных, упаковывая все детали в картонный корпус, затем перешел на металлический вариант и коробку от мыла… И вот в 1870 году его устройство уже могло передавать звук на расстояние одной мили. В 1871 году он попробовал подать заявку на патент, но снова не смог оплатить весь процесс. В этот момент выяснилось, что в «Вестерн Юнион» была утеряна его работающая модель. Через пять лет он узнает об изобретении Бэлла и начнет судебную тяжбу, но с компанией, начавшей производить телефоны в промышленных масштабах, в те годы ее не затевал только ленивый, и уж точно не едва сводившему концы с концами итальянцу было выиграть дело против гигантской корпорации. Вырвать свой патент из пасти бюрократического левиафана Меуччи удалось лишь в 1887 году, когда срок его уже истек. Еще через два года изобретатель умер в нищете, а о деле все забыли, поскольку в 1893 году истек и патент Бэлла. Лишь в 2002 году Конгресс США постановил, что право первенства все-таки должно принадлежать Меуччи, восстановив историческую справедливость.

6fcd83eb4c8fb39f2bbf3cdb6b98af0a30c30cb5
Антонио Меуччи
Wikimedia Commons

Украл Бэлл изобретение невезучего итальянца, наткнулся случайно на его бумаги или сам изобрел телефон, просто на несколько лет позже — эта загадка, пожалуй, вряд ли будет разрешена. Но известно, что он не считал телефон — то, за что его фамилию теперь помнит каждый ребенок — своим главным детищем. Он запатентовал еще много интересных изобретений: свою версию машины для лущения зерна, металлоискателя, фоноавтографа (прообраза диктофона), пирамидального воздушного змея, аэроплан и даже лодку «на подводных крыльях». Но больше всего его увлекала мысль о создании фотофона — устройства, передающего звук с помощью света.

В 1878 году Бэлл познакомился с владельцем массачусетского магазинчика научных инструментов и приборов, Чарльзом Тейтнером, который был изобретателем-самоучкой, гораздо менее образованным, чем проучившийся год в Эдинбургском университете Бэлл. Однако англичанин взял его в помощники, и вместе они продолжили развивать идею о передаче слов лучами света.

E0623a7466b93f79c0d25935ee7e88049305a4c1
Чарльз Тейтнер
Wikimedia Commons

«Солнечное» электричество было известно еще до рождения Бэлла, но особенно идея о нем распространилась после 1873 года, когда Уиллоуби Смит обнаружил, что селен вырабатывает электричество в ответ на солнечный свет (забавная деталь: сам элемент селен назван в честь Луны). Именно селеновые детекторы и стали основой прибора Бэлла. Усилителей у него не было, поэтому он придумал систему зеркал и линз, чтобы фокусировать свет (тут становится понятно, какую пользу поискам Бэлла принес опыт Тейтнера, успевшего до их сотрудничества поработать над сборкой телескопов и даже побывавшего в астрономической экспедиции в Новой Зеландии). В одном варианте было большое параболическое зеркало, в фокусе которого на цилиндрической поверхности находились селеновые детекторы, в другом свет фокусировала собирательная линза, направляя его на детекторы, расположенные по кругу.

Зеркало вибрировало под влиянием звука, и лучи отражались от него, из-за чего селен, интенсивность освещения которого колебалась, менял свою электропроводимость.

И вот прибор, в честь которого Бэлл чуть не назвал свою дочь, был наконец сконструирован и улучшен настолько, чтобы преодолевать возникающие помехи: 3 июня 1880 года Бэлл и Тейтнер созвонились, когда один из них стоял на крыше Школы Франклина (в университете Вашингтона), причем дальность передачи составила целых 213 метров.

8b991fcd36c4fee883f3289c829447c11b116e15
Wikimedia Commons

Фотофон не стал известен и не получил признания, хотя Бэлл гордился этим изобретением больше других. Современники не понимали, какой смысл может иметь прибор, дающий столько помех. Его очень ограниченно применяли военные, а через какое-то время перестали и они. Но каким образом сейчас передается оптический сигнал по линиям связи? Бэллу не хватало оптоволокна, чтобы его задумка стала реальностью еще в конце XIX века. Общение с помощью солнца и зеркал, которое по описанию напоминало скорее спиритический сеанс, чем действующий механизм связи, стало далеким прообразом наших беспроводных и оптоволоконных технологий.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram.

Комментарии

Все комментарии
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ
Обсуждаемое