|
Як відомо, Герц не передбачав можливості застосування електромагнітних хвиль у техніці. Справді, було важко побачити в слабких іскорка, які Герц розглядав в лупу, майбутнє засіб зв'язку, що перекривають нині космічні відстані до Венери і Марса і що дозволяє управляти самохідним апаратом на Місяці. Навіть людині з невичерпною фантазією, знаменитому письменникові Жюлю Верну не вдалося передбачити радіозв'язок, і герої його роману "Плавучий острів", написаного після дослідів Герца, не знають способів бездротового зв'язку.
Взагалі між принциповим відкриттям і його технічному додатку лежить величезна відстань. Ейнштейн не передбачав в доступному для огляду майбутньому можливої реалізації співвідношення E = mc 2, Резерфорд вважав химерою використання атомної енергії. Тільки люди з особливими здібностями можуть знайти розумне технічне втілення наукової ідеї. Саме такими здібностями мав чудовий російський фізик Олександр Степанович Попов, який продемонстрував приблизно через рік після смерті Герца перший радіоприймач, який відкрив можливість практичного використання електромагнітних хвиль для цілей бездротового зв'язку.
Олександр Степанович Попов народився 16 березня 1859 року на Уралі (селище Тур'їнські рудник) в родині священика. Після закінчення в 1877 році загальноосвітніх класів Пермської духовної семінарії він не став продовжувати духовну освіту, а вступив на фізико-математичний факультет Петербурзького університету. В університеті його захоплювала електротехніка. Він працював монтером в товаристві "Електротехнік", і вперше його праці в 1882 році були присвячені динамо-електричних машин.
Хоча Попов був залишений при університеті для підготовки до професорського звання, він довго не пробув в аспірантурі, як би сказали зараз, і з 1883 року став викладачем Мінського офіцерського класу в Кронштадті, поєднуючи цю посаду з педагогічною роботою в Технічному училище Морського відомства в Кронштадті. У мінному офіцерському класі Попов пропрацював до 1901 року, коли він був обраний професором кафедри фізики Електротехнічного інституту в Петербурзі. У 1905 році він був обраний директором інституту і на цій посаді помер від крововиливу в мозок 13 січня 1906 року.
За родом своєї службової діяльності А.С.Попов був тісно пов'язаний з військово-морським флотом, і саме у флоті відбулося народження великого відкриття. Історичні умови для відкриття дозріли, до нього різними шляхами в різних країнах майже одночасно йшли кілька людей: Попов, Резерфорд, Марконі та інші. Першим домігся успіху А.С.Попов. в 1889 році А. С. Попов прочитав в зборах мінних офіцерів цикл лекцій "Новітні дослідження про співвідношення між світловими і електричними явищами" за наступною програмою:
"1. Умови походження коливального руху електрики і поширення електричних коливань в провідниках.
2. Поширення електричних коливань в повітрі - промені електричної сили. Відображення, заломлення і поляризація електричних променів.
3. Актіноелектріческіе явища - дія світла вольтової дуги на електричні заряди. "
Ці лекції супроводжувалися демонстраціями дослідів Герца. Вони мали великий успіх, і Морський технічний комітет запропонував морському міністерству повторити лекції з демонстраціями в Петербурзі, в Морському музеї для петербурзьких офіцерів. "Досліди, проведені німецьким професором Герцем в доказ тотожності електричних і світлових явищ, - говорилося в цій пропозиції, - представляють великий інтерес не тільки в строго науковому сенсі, але також і для з'ясування питань електротехніки."
Очевидно, що А.С.Попов вже говорив в своїх лекціях про можливість практичного використання хвиль Герца, і керівні особи російського військово-морського флоту зацікавилися цим. Морське міністерство погодилося на повторення лекцій Попова в Петербурзі і виділив необхідні кошти на перевезення приладів. Лекція "Про електричних коливаннях з повторенням дослідів Геруа" відбулася в Морському музеї 3 квітня 1890 г. Можна з великою впевненістю стверджувати, що А.С.Попов був не тільки одним з перших в Росії "пропагатор герцологіі" (термін Столєтова), але і тим, хто відразу оцінив практичне значення відкриттів Герца і почав вирішувати завдання їх технічного використання. 7 травня 1895 року А. С. Попов на засіданні фізичного відділення Російського фізико-хімічного товариства демонстрував сконструйований ним радіоприймач. Цей день в нашій країні щорічно відзначається як день народження радіо.
Детектором електричних коливань в приймачі Попова був винайдений в 1890 Бранлі (1844-1940) прилад, названий англійським ученим Олівером Лоджем (1851-1940) когерером. Це був своєрідний напівпровідник. Скляна трубка, заповнена металевими тирсою, була поганим провідником електрики. Однак під впливом електричних коливань її електропровідність різко зростала. У дослідах Бранлі вона змінювалася від мільйонів до сотень і десятків ом. Це зменшення опору зберігається і після припинення впливу коливань "іноді більше 24 годин" зі спостереження Бранлі. Трубку можна повернути в стан поганий електропровідності "слабкими уривчастими ударами по дощечці, яка підтримує трубку".
Лодж в 1894 році прочитав в Лондонському Королівському товаристві лекцію пам'яті Герца під назвою "Творіння Герца". Тут він говорив і про трубці Бранлі: "Цей прилад, який я називаю когерером, дивно чутливий як детектор герцевскіх хвиль".
У дослідах Лоджа когерер відчував вплив іскри на відстані сорока ярдів (близько 40 м). Лодж застосовував різні способи приведення когерера в робочий стан, в тому числі і за допомогою вібрацій електричного дзвінка, змонтованого на одній дошці з когерером. Однак Лодж не додумався до використання дзвінка і як реєстратора надходження сигналу і як автомата для приведення когерера в робочий стан. Це зробив А.С.Попов. Попов же застосував антену для уловлювання електромагнітних хвиль. Сочетав дзвінок, когерер, антену, А. С. Попов побудував прилад, який пізніше (в липні 1895 роки) був названий Д. А. Лачіновим "грозоотметчиком", маючи на увазі його застосування як реєстратора грозових розрядів. Однак Попов своїм приймачем користувався і для прийому хвиль, створюваних передавачем. У своїй статті "Прилад для виявлення і реєстрації електричних коливань", опублікованій в журналі Російського фізико-хімічного товариства в 1896 р, А.С.Попов писав: "У поєднанні з вертикальним дротом завдовжки 2,5 метра прилад відповідав на відкритому повітрі коливанням , виробленим великим Герцева вібратором (квадратні листи 40 сантиметрів осторонь) з іскрою в маслі, на відстані 30 сажнів ".
Ці рядки писалися в грудні 1895 г. Таким чином, А. С. Попов в 1895 р проводив досліди з передачі і прийому електромагнітних хвиль на відстані до 60 м. Влітку того ж року його прилад використовувався для реєстрації електричних збурень в атмосфері як за наявності грозових розрядів, так і при відсутності гроз. А.С.Попов закінчував свою статтю словами, що "прилад при подальшому удосконаленні його може бути застосований до передачі сигналів на відстані за допомогою швидких електричних коливань". При цьому він вказував на необхідність створення досить потужного генератора таких коливань.
20 січня 1897 р А.С.Попов виступив на сторінках газети "Котлін" до статті "телеграфування без проводів". Назва статті ясно вказує, що в ній ідеться не про передачу і прийом осмисленого тексту умовним кодом. Стаття з'явилася в зв'язку з повідомленням про досліди Марконі. Попов нагадує, що прилад, аналогічний описаному в повідомленні, був їм побудований в 1895 р і демостріровался на засіданні фізичного відділення Російського фізико-хімічного товариства в квітні. Він вказував, що його прилад "пристосований для дослідів з електромагнітними хвилями" і демостріровался на наукових засіданнях і лекціях.
А.С.Попов вказує, що за допомогою цього приладу він відзначав грозові розряди на відстані "більше 25 верст". Він підкреслює, що сигналізація електричними хвилями "і зараз можлива", але герцевскіе вібратори як джерело електричних променів "дуже слабкі". Вказавши, що дія туману на електричні хвилі "не було наблюдаемо", Попов підкреслює, що "можна очікувати суттєвої користі від застосування цих явищ у морській справі ...". І в подальшому А.С.Попов невпинно працює над розробкою радіотелеграфного зв'язку для флоту.
Працюючи для флоту і чітко розуміючи всю важливість цієї роботи для своєї батьківщини, А.С.Попов не поспішав з друкованими публікаціями, прагнучи інформатіровать лише спеціальну аудиторію: морських офіцерів і вчених. Але з моменту появи у пресі відомостей про роботу Марконі А.С.Попов був змушений виступити на захист свого пріоритету. Стаття в газеті "Котлін" від 20 січня 1897 була першим таким виступом О.С.Попова.
Гульєльмо Марконі (1874-1937) в червні 1896 р зробив заявку на патент для свого винаходу. Патент на "удосконалення в передачі електричних імпульсів і сигналів і в апаратурі для цього" був виданий Марконі 2 липня 1897 р тобто через більш ніж два роки після демонстрації А. С. Поповим свого приймача. Патент Марконі був англійським і закріплював його пріоритет в Англії. А.С.Попов обмежився повідомленням 7 травня 1895 року і друкованої публікацією 1896 року і свого винаходу ні в Росії, ні де б то ні було патентував.
Історично пріоритет О.С.Попова беззаперечний, він беззаперечний з точки зору наукового пріоритету. Але юридично патент Марконі, хоча і є тільки англійською, був правовим актом, що закріплює авторство винахідника. Марконі був капіталістичним ділком, він нічого не публікував і не повідомляв до подачі на патент, він прагнув закріпити не наукова, чи не історичний пріоритет, а юридичний. І хоча історії науки немає ніякого діла до юридичного боку, вона вирішує питання з точки зору історичної правди, знаходяться історики науки, які захищають пріоритет Марконі.
Заслуга Марконі в подальшому розвитку радіо безперечна, в розвитку, але не у відкритті. Історично точно встановленим фактом є той факт, що відкриття радіо було зроблено А. С. Поповим і дата першого публічного повідомлення про це відкритті 25 квітня старого стилю 7 травня нового стилю 1895 р є датою одного з найбільших винаходів в історії людської культури.
А.С.Попов Г. Марконі йшли від однієї схеми радіоприймача, використовуючи принцип когерега. Іншим шляхом проблему передачі сигналів на відстань намагався вирішити Ернест Резерфорд (1871-1937). Ще перебуваючи в Новій Зеландії, він вивчав намагнічування заліза високочастотними розрядами. Результати своїх досліджень він опублікував у "Працях Ново-зеландські інституту" за 1894 р Переїхавши в Кембридж, він продовжував займатися цим питанням і, встановивши зменшення намагнічування сталевого стрижня під впливом електричних коливань, запропонував скористатися цим ефектом для детектування електричних коливань. Стаття Резерфорда "Магнітний детектор електричних хвиль і деякі його застосування" була опублікована в 1897 р, в рік видачі патенту Марконі. У цій статті Резерфорд повідомив, зокрема, про використання детектора в дослідах по виявленню електромагнітних хвиль на великих відстанях. Він писав: "Ми працювали з вібратором Герца, мають пластини площею 40 см 2 і короткий розрядний контур; ми отримали досить велике відхилення магнітометри на відстані 40 ярдів, причому хвилі проходили через кілька товстих стінок, розташованих між вібратором і приймачем ". "У подальших дослідах була поставлена задача - визначити максимальну відстань від вібратора, на якому можна виявити електромагнітне випромінювання ..." "Перші досліди проводилися в лабораторіях Кембриджа, причому приймач знаходився в одному з далеких будівель. Досить великий ефект був отриманий на відстані близько чверті милі від вібратора, і, судячи за величиною відхилення, ефект можна було б помітити на відстані, в кілька разів більше ... "
Але в цьому ж, 1897 р, Коли була опублікована ця стаття, Резерфорд дізнався про результати Марконі і припинив подальші досліди зі своїм детектором. Його увагу привернула область, в якій йому судилося обезсмертити своє ім'я, - радіоактивність. Проводячи дослідження в цій області, він прийшов до відкриття атомного ядра і перших ядерних реакцій.
Історія відкриття радіо, в якій сплелися імена багатьох дослідників різних країн, ще раз підтверджує важливий закон історії науки, про який писав Ф. Енгельс в 1894 р, за рік до відкриття радіо, кажучи, що, якщо час для відкриття дозріло, "це відкриття повинне було зроблено ".
Відкриття радіо підтвердило справедливість теорії Максвелла вищим критерієм істини - практикою. Теорія Максвелла висунула перед фізикою ряд гострих і глибоких питань, вирішення яких призвело до нового революційного етапу в історії фізики.
|