Технические науки

Нобелевские лауреаты: Карл Фердинанд Браун

Человек, лишивший осциллограф стрелки

Hans Baluschek/Wikimedia Commons

Удивительное дело, в 1909 году Нобелевскую премию по физике разделили два человека. Они получили ее за одно и то же, но сложно подыскать более разных людей. Если Маркони совершил свое изобретение в 22 года, не имея высшего образования, но затем стал известен во всем мире – и известен до сих пор, то наш сегодняшний герой усовершенствовал изобретение Маркони, будучи на четверть века старше, и сейчас о нем говорят как о «забытом предшественнике». Итак, встречайте: Карл Фердинанд Браун.

Карл Фердинанд Браун

Wikimedia Commons

Карл Фердинанд Браун

Родился 6 июня 1850 года, Фульда, Гессен-Кассель, Германия.

Умер 20 апреля 1918 года, Нью-Йорк, США.

Нобелевская премия по физике 1909 года (совместно с Гульельмо Маркони). Формулировка Нобелевского комитета: «За вклад в развитие беспроводного телеграфа» (In recognition of their contributions to the development of wireless telegraphy).

Как вы помните, «коллега» Брауна по премии 1909 года, Гульельмо Маркони, родился «с серебряной ложкой во рту»: богатая и знатная семья, сосед — крупный ученый… Путь в науку, а точнее, в физическое изобретательство у Маркони был прост. У Карла Фердинанда Брауна было все иначе. Он родился в семье мелкого чиновника Конрада Брауна и его супруги Франциски (кстати, если его отец – однофамилец отца ракеты Фау-2 Вернера фон Брауна, то мать в девичестве была однофамилицей одного из первых лиц Третьего Рейха, Германа Геринга). Браун учился в гимназии небольшого города Фульда, год (1868-1869) отзанимался в университете Марбурга, а затем переехал в Берлин.

Там он успел поработать ассистентом в лаборатории физика Генриха Густава Магнуса в Берлине. Этот физик начал с работы о самовозгорании порошков, изучал физику газов, электролиз, индукцию… Химикам он известен как первооткрыватель соли Магнуса Pt(NH3)4Pt(II)Cl4, а всем нам — как человек, описавший названный его именем эффект. Да-да, когда Лионель Месси забивает очередной мяч со штрафного, крученым ударом обводя стенку, он использует именно эффект Магнуса.

Генрих Густав Магнус

Wikimedia Commons

Но в 1870 году Магнус умер, и Браун стал работать с другим физиком с «говорящей» фамилией, Георгом Германом Квинке. Впрочем, фамилия Квинке знакома скорее не физикам, а врачам: его младший брат, Генрих Иринеус Квинке не только первым применил люмбальную пункцию, хорошо известную «простым» людям по сериалу «Доктор Хаус», но и описал аллергический отек, получивший название «отек Квинке».

Георг Герман Квинке

Wikimedia Commons

Если у Маркони проблем с деньгами не было, то Брауну пришлось зарабатывать на все самому. В 1872 году он получил докторскую степень. Нужно было думать, как быть дальше. С Квинке он переехал в Вюрцбург, однако для того, чтобы занять должность ассистента, нужны были деньги. А их у Брауна не было. Посему наш герой, не отчаиваясь, поступил работать школьным учителем в лейпцигскую школу святого Фомы. Интересно, хвастались ли потом школьники, что у них естественные науки читал Нобелевский лауреат? Этого мы не знаем, однако знаем, что работа в школе давала Карлу не только деньги, но и время для того, чтобы заниматься наукой. Да, в те годы можно было заниматься большой наукой на зарплату школьного учителя, полностью себя обеспечивая экспериментальными установками.

Уже в 1874 году в статье в Annalen der Physik und Chemie (один из авторитетнейших журналов того времени), Браун публикует наблюдение: «…большое количество естественных и искусственных серных металлов… имело разное сопротивление в зависимости от направления, величины и продолжительности тока. Различия составляли до 30% от полной величины». Никто не обратил внимание на странное открытие, противоречащее закону Ома, а меж тем Браун фактически открыл полупроводниковый диод. На его основе потом Браун разработает так называемый кристаллический детектор (в английской терминологии – «детектор кошачьи усы»). Из-за этого детектора, появившегося в 1898 году, Александру Попову в 1900 году отказали в германском патенте.

Один из первых кристаллических детекторов (1900)

Wikimedia Commons

В 1876 году Браун вернулся в Марбург, уже профессором теоретической физики, и проработал там четыре года. Уважаемый ученый, профессор в 26 лет — это очень неплохо. Однако следующие два десятка лет Браун был почти незаметен в науке. Он строил свою преподавательскую карьеру, переезжал из университета в университет: Страсбург, Тюбинген… Учил, писал юмористичные учебники (особенно хвалят его «Молодого математика и естествоиспытателя»), пользовался любовью учеников. Кстати, «наши» Леонид Мандельштам и Николай Папалекси, основоположники российской школы высокочастотной техники, — его ученики.

Следующее важнейшее изобретение на самом деле было гораздо более достойно «Нобелевки», чем работы Брауна по радио. Это электронно-лучевая трубка. И, как ее развитие, осциллограф.

Нужно сказать, что осциллографы (приборы для измерения параметров электрического сигнала) были и до Брауна, но они все были исключительно электромеханические. Если мы вспомним ляп одной известной журналистки, то как раз до 1897 года, до Карла Брауна, термин «стрелка осциллографа» вполне себе имел смысл.

Однако Браун обратил внимание на модный в то время прибор — трубки с катодными лучами. Вспомните Уильяма Крукса, открытия Томсона… Ученый пришел к выводу о том, что, взяв за основу трубку Крукса, можно создать катодно-лучевой прибор для индикации формы электромагнитной волны, поскольку световое пятно на флуоресцирующем экране трубки, мгновенно реагируя на электромагнитное поле, может синхронно следовать за его изменением. Так появился осциллограф без стрелки.

Осциллограф Брауна

Wikimedia Commons

Нужно сказать, что Браун как раз не патентовал свой осциллограф. Он решил сделать его доступным для всех инженеров и физиков и потратил много сил как на научное продвижение своего изобретения посредством многих публикаций, так и на «кондовую» популяризацию через публичные выступления. Да, пожалуй, в 1900-х годах вряд ли какой-то из журналистов мог написать про стрелку осциллографа!

Нужно сказать, что примерно до 1940-х годов почти за любой электронно-лучевой трубкой, в том числе и за зворыкинскими созданиями, закрепилось название «трубка Брауна». А в немецкоязычной литературе электронно-лучевая трубка зовется Braunsche Röhre – «трубка Брауна».

И вот, сразу после изобретения осциллографа, Браун берется за радио. Как пишут биографы, мотивацией его было только желание положить конец монополии Маркони.

У радиосистемы Маркони действительно было несколько важных недостатков. Два важных усовершенствования Браун внес сразу же: он убрал искровой разрядник из передатчика и заменил так называемый корегер на свой контактирующий детектор. В результате значительно сократились потери энергии и помехи стали мешать радиосигналу гораздо меньше. Кроме того, Браун внес много в теорию направленной радиосвязи, создал много правил построения антенных полей и прочих атрибутов современной радиосвязи.

Нельзя не рассказать про отношения нашего героя и «русского отца радио» Александра Попова. Нужно сказать, что, несмотря на инцидент с патентом, отношения Брауна и Попова всегда были очень хорошими, ученые и инженеры высоко ценили друг друга. Попов, например, направлял своих учеников на стажировку к Брауну.

Александр Попов

Wikimedia Commons

Кроме того, именно деньги Брауна обеспечили достатком последние годы умершего в 1906 году Попова. На вложения одной из компаний Брауна петербургская фирма «Сименс и Гальске» в 1904 году запустила производство радиостанций «по системе профессора Попова», выделив ему одну треть чистой прибыли.

Про перипетии присуждения Нобелевской премии Маркони и Брауну мы уже рассказали в предыдущем материале. А вот судьба после премии у наших героев сложилась по-разному, и, что самое печальное, жизнь Карла Фердинанда Брауна завершилась в схватке с Гульельмо Маркони.

Когда началась Первая мировая война, 64-летний Браун отправился в США. Его цель, помимо того, чтобы повидать сына, была «бизнесовая»: защитить контролируемую Обществом по беспроводной телеграфии Telefunken в Берлине радиостанцию в Сэйвилле, штат Нью-Йорк, от закрытия после патентных нападок его «товарища» по Нобелевской премии, а точнее, Marconi Сompany. Увы, пока Браун был в США, в 1917 году немецкая подводная лодка торпедировала американский пассажирский пароход «Лузитания», и США вступили в Первую мировую войну на стороне Антанты против Германии и Австро-Венгрии. Радиостанция была реквизирована, а германский нобелиат был интернирован как подданный вражеского государства. Он не смог покинуть Бруклин, где и умер, не дождавшись окончания войны. Лишь в 1921 году его останки вернули в Германию, где их перезахоронили в могилу родителей Брауна в городе Фульде.

В завершение нужно сказать, что сейчас сам Карл Браун стал «героем» премии. Основанное в 1961 году Общество информационных дисплеев, объединяющее разработчиков всех видов экранов, с 1987 года присуждает профессиональную премию Карла Фердинанда Брауна.

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