Приключения радиолуча

«До самого последнего времени мы серьезно не исследовали, не совершаются ли постоянно вокруг нас колебания эфира более длинные, чем те, которые воздействуют на нас как свет. Но исследования Лоджа в Англии и Герца в Германии говорят о почти бесконечном диапазоне эфирных колебаний или электрических лучей, от длин волн в тысячи миль до нескольких футов. Здесь перед нами развертывается новый и удивительный мир, который трудно представить себе не обладающим возможностями передачи и приема мыслей… (Как видим, Крукс высказывает гипотезу об электромагнитном характере того, что сейчас называют телепатией. — В. Р.).

…Любые два друга, живущие в пределах радиуса чувствительности их приемных аппаратов, выбрав предварительную длину волны и настроив свои аппараты для взаимного приема, могли бы таким образом сообщаться между собой столь долго и часто, как они того захотели бы, регулируя импульсы для образования длинных и коротких интервалов по обычному коду Морзе. На первый взгляд возражением против такого плана могло бы быть отсутствие секретности.

Если предполагается, что корреспонденты находятся на расстоянии одной мили друг от друга, то передатчик будет посылать волны во всех направлениях, заполняя ими сферу радиусом в одну милю, и поэтому любой человек, живущий в пределах одной мили от передатчика, сможет принять эти сообщения. Это можно было бы устранить двумя путями. Если точное месторасположение обоих, передающего и принимающего, аппаратов хорошо известно, лучи могли бы быть сконцентрированы с большей или меньшей точностью на приемник. Если, однако, передатчик и приемник находятся в движении и, следовательно, нельзя применить линзовые устройства, то тогда корреспонденты должны настроить свои аппараты на определенную длину волны, скажем, например, в 50 ярдов. Я полагаю, что прогресс открытий даст аппараты, способные перестроиться путем поворачивания винта или изменения длины проволоки так, что станет возможным принимать волны любой заранее предусмотренной длины. Таким образом, настроенный на пятьдесят ярдов передатчик мог бы излучать, а приемник принимать лучи с длиной волны от сорока пяти до пятидесяти ярдов и не принимать никаких других лучей. Считая, что полный диапазон Длин волн, из которого можно будет производить выбор, простирается от нескольких футов до нескольких тысяч миль, можно будет иметь достаточную секретность. Ради любопытства даже самый настойчивый человек, наверное, отказался бы от просмотра миллионов длин волн с очень малым шансом найти длину волны, используемую его друзьями, корреспонденцию коих он хотел бы перехватить. Посредством «кодирования» сообщений даже этот отдаленный шанс тайного перехвата можно было бы предотвратить.

Это не просто грезы мечтательного ученого. Все необходимое для реализации этого в повседневной жизни находится в пределах возможностей открытия, и все это так разумно и так ясно в ходе тех исследований, которые деятельно ведутся сейчас в каждой европейской столице, что в любой день мы можем услышать о том, как из области рассуждений это перешло в область неоспоримых фактов…»

Прочтя отрывок, специалисты скажут, что Крукс предугадал частотное разделение каналов связи и возможность их засекречивания.

В статье передана обстановка ожидания открытия. Основания были веские. Незадолго до ее публикации был придуман более чувствительный и удобный, чем у Герца, индикатор радиоволн. Сделал его французский физик Эдуард Бранли. В 1890 году он заметил, что мелкие металлические опилки обладают свойством резко менять свое электрическое сопротивление, когда неподалеку от них случался электрический разряд, который, как мы знаем, всегда сопровождается излучением радиоволн.

Бранли собрал лабораторный прибор для обнаружения электромагнитных волн, который назвал радиокондуктором. Так впервые слово «радио» породнилось с электромагнитными волнами.

Прибор содержал стеклянную трубку с двумя металлическими электродами, между которыми были насыпаны металлические опилки, батарею и гальванометр. Когда радиоволна достигала прибора, опилки сцеплялись, их сопротивление резко уменьшалось, и стрелка гальванометра отклонялась. Но опилки сохраняли низкое сопротивление и после воздействия электромагнитной волны. Чтобы привести их в первоначальное состояние, стеклянную трубку приходилось встряхивать.

Справедливости ради следует сказать, что Бранли был далеко не первым, кто заметил необычное свойство железных опилок — изменять свое сопротивление под влиянием электрического разряда, но он сумел придать своему открытию форму законченной конструкции в виде радиокондуктора.

Еще дальше пошел английский физик Оливер Лодж. В 1894 году он опубликовал описание усовершенствованного радиокондуктора Бранли. У него трубочку с опилками встряхивал молоточек электрического звонка, приводимый в движение часовым механизмом. Кстати, Лодж впервые назвал стеклянную трубочку с опилками когерером, от латинского слова «сцепление».

Итак, канун открытия радио. Есть источник радиоволн, есть более или менее их чувствительный индикатор. Идея радиосвязи, как мы видим из статьи Крукса, витает в воздухе. Нужен был человек, который обратил бы все содеянное его предшественниками в новое качество.

Наверное, так совершается научное озарение. Правда, из строчек Данте конкретные правила, как совершить научное открытие, вряд ли извлечешь. Творческий процесс по-прежнему загадка, до конца не разгаданная. Поэтому не ослабевает интерес к так называемым творческим лабораториям известных ученых, писателей, композиторов, художников…

Американский математик и педагог Д. Пойя составил что-то вроде общих правил, как делать открытия. Одно из них звучит так: «Не бросайте изучаемого вопроса, пока не иссякла надежда на появление какой-нибудь плодотворной мысли». Видимо, именно этому правилу интуитивно следовал скромный преподаватель физики Минного офицерского класса в сердце русского Балтийского флота, в Кронштадте, Александр Степанович Попов.

Как сотрудник военно-морского технического учебного заведения, Попов прекрасно сам прочувствовал, сколь велика потребность флота в беспроволочной связи. С другой стороны, Александр Степанович воспроизводил опыты Герца в читаемом им курсе и не понаслышке, а «лично» ознакомился со свойствами радиоволн. По свидетельствам современников, «мысль о возможности использовать лучи Герца для передачи сигналов на расстояние» Попов высказывал еще до 1891 года. К этой идее он постоянно возвращался. Да и сама обстановка в Минном классе способствовала поиску. В его стенах не только шла учеба, но и велись серьезные научные исследования и разрабатывались новые образцы техники.

Проводя физические опыты, Александр Степанович убедился, что для сигнализации на небольшие расстояния в качестве передающего устройства вполне подойдет источник радиоволн, которым пользовался Герц, — вибратор с катушкой Румкорфа. Нужно только с помощью какого-либо включателя, например телеграфного Ключа, подсоединять первичную обмотку индукционной катушки к электрической батарее в соответствии с кодом передаваемого сигнала. Дело оставалось за приемником…

Своего рода катализатором послужила статья Лоджа. Попов заинтересовался схемой его приемника, увидел слабые места. Во-первых, нужен надежный когерер, и его удалось создать. И, во-вторых, главное — Попов сумел сделать так, чтобы сама радиоволна автоматически приводила когерер в исходное состояние. Именно радиоволна заставляла стучать молоточек электрического звонка. Здесь Александр Степанович применил еще один принцип, который в дальнейшем станет широко использоваться во многих приборах автоматики. Для подключения электропитания к звонку, а в этой цепи проходил довольно сильный ток, Попов применил чувствительное реле, обмотка которого была включена последовательно с когерером. Таким образом, слаботочная цепь управляла сильноточной — своего рода релейный усилитель!