В ритме радио: пять историй о физиках

Кейсы пяти ученых, которые 125 лет назад словили волну и открыли беспроводную связь.

С радио ассоциируют Маркони и Попова, хотя причастных к открытию ученых намного больше. Идея буквально висела на частоте истории конца 19 века. Многие физики были великими умами времени и неординарными людьми эпохи с экстравагантными привычками. Исследование в честь 125-ти летия радио и беспроводной связи провела редакция Selectel.

На днях в России отметили 125 лет со дня изобретения радио. 7 мая 1895 года Александр Попов прочитал доклад и обосновал возможность связи с помощью радиоволн. Мы не знаем, был ли первым русский физик. Мы расскажем о пяти ученых (из многих!), которые внесли существенный и значимый вклад в развитие беспроводной связи: гений будущего Никола Тесла, несостоявшийся токарь Генрих Герц, спиритуалист сэр Оливер Лодж, талантливый предприниматель Гульельмо Маркони и сын священника Александр Попов.

«Мы будем общаться мгновенно с помощью простых карманных устройств», — Тесла предсказал будущее еще до его появления.

Почти вся современная электротехника и наука основана на открытиях Николы Теслы — основоположнике электрификации планеты: переменный ток, трансформатор, беспроводная передача энергии, принципы дистанционного управления, промышленный вентилятор, водяной насос, электросчетчик, частотомер, рентгеновский аппарат, автомобильный спидометр, люминесцентная лампа, электрические часы и много другое.

По-настоящему словить волну ученому удалось в 1884 году, когда он придумал трансформатор для приема и передачи радиоволн. Позднее устройство назвали катушкой Тесла.

Уничтоживший лабораторию Тесла пожар помешал в 1895 году отправить радиосигнал на 80 км. Эксперимент повторили, но спустя существенный для истории год.

В 1900 году Тесла получил патент № 645576 на индукционную катушку — главную составляющую радиосвязи.

Переехав в США, Никола Тесла работал в Нью-Йоркском филиале фирмы Томаса Эдисона в плотном режиме: с 10:30 утра и до 5 утра следующего дня. Основав «Tesla Electric Company», ученый изменил привычки и приходил в контору в полдень. Он трудился в постоянно зашторенном помещении, раскрывать окна разрешал только во время грозы.

Тесла обладал колоссальной работоспособностью: до двадцати часов в сутки. В 20:00 он неизменно делал перерыв на запланированный ужин в Пальмовом зале отеля Waldorf-Astoria. Мероприятие всегда шло по заранее обозначенному сценарию. Он ел за одним и тем же специально сервированным столом, на котором выкладывали 18 льняных салфеток. Боявшийся микробов ученый в ожидании блюд от метрдотеля протирал столовые приборы салфетками, используя все 18 под конец трапезы. Перед едой Тесла всегда измерял кубический объем каждого блюда. Он также считал количество выпиваемых чашек кофе и сделанных шагов во время прогулки.

Тесла часто жил в отелях и только в номерах, кратных числу три.

«Это абсолютно бесполезно. Мы всего-навсего имеем таинственные электромагнитные волны, которые не можем видеть глазом, но они есть», — Герц не сразу почувствовал всю мощь своего открытия.

В 28 лет в оборудованной научной лаборатории Высшей технической школы в Карлсруэ профессор Герман Герц начал всесторонне изучать тему электрических колебаний, любимую со студенчества.

В течение трех лет он проводил эксперименты, доказавшие существование электромагнитных волн. Для опытов он придумал излучатель волн — вибратор Герца, ставший первым бессодержательным радиопередатчиком.

Результаты деятельности в этот период Герц обобщил в доклад «Об электродинамических волнах в воздухе и их отражении», с которым выступил в 1888 году Берлинском университете. Однако значение и последствия открытий немецкий ученый не осознавал и считал, что они лишь подтверждали исследования Максвелла.

Развили идеи Герца и стали основоположниками будущего фундамента беспроводной связи: Оливер Лодж, Гульельмо Маркони и Александр Попов.

Генрих Рудольф Герц родился в семье адвоката — будущего сенатора Гамбурга. Слабого здоровьем Генриха отличала любознательность: мальчик был лучшим учеником в классе, который владел английским, французским и итальянским языками, понимал греческий и изучал арабский. Генрих с детства любил поэзию Данте и Гомера, сочинял стихотворения.

Воскресенья юного Герца были наполнены занятиями в школе искусств и ремесел, где он чертил, пробовал себя в столярном и токарном деле. Через много лет, узнав об известности ученика, бывший преподаватель Герца по токарному делу сожалел о судьбе ученого, из которого «вышел бы прекрасный токарь».

Подражая отцу, Генрих хотел стать юристом. Первые занятия в училище по физике перевернули его взгляды. В 22 года Герц получил степень доктора наук с отличием — выдающийся случай в истории Берлинского университета.

Находясь в статусе профессора физики и математики в Университетском колледже Ливерпуля, Оливер Лодж проводил эксперименты по распространению и приему электромагнитных волн. Так он изобрел сердце радиотелеграфа — «Прибор для регистрации приёма электромагнитных волн». В августе 1894 года Оливер Лодж показал его в действии: сигнал азбуки Морзе передали на 40 метров между Клареденовским корпусом и театром Музея естественной истории в Оксфорде.

Спустя 3 года, физик открыл принципы настройки радиостанций и получил соответствующий патент. В 1912 году этот патент куплен компанией Маркони.

Оливер Джозеф Лодж — старший из восьми сыновей в семье торговца глиной. Лодж женился в 26 лет. В течение 18 лет у него с женой родились 12 детей.

Помимо физики Лодж увлекался изучением потустороннего мира и телепатии. Физик был членом «Клуба привидений» — лондонской организации, изучающей паранормальные явления с 1862 года. В 1916 году учёный написал книгу в память о погибшем сыне: «Реймонд или жизнь и смерть», где он рассказывал об их посмертном общении.

22-х летний Гульельмо Маркони, находясь в Англии, подал 2 июня 1896 года заявку № 12039 на патент. Документ содержал отметку: «сопровождающие данное изобретение электрические проявления и действия передаются по воздуху, земле или воде путем электрических колебаний высокой частоты».

Через 3 месяца в британском Солсбери изобретатель Маркони публично продемонстрировал передачу радиограммы на расстояние в 2,5 км.

А еще через полгода последовали дополнения к первой заявке: «Мое изобретение связано с передачей сигналов значениями электрических колебаний высокой частоты, распространяющихся в эфире». 2 июля 1897 года заявку утвердили и выдали патент.

Маркони первым придумал, как монетизировать открытие. Буквально через 18 дней после получения патента он зарегистрировал компанию «The Wireless Telegraph & Signal Company».

С 1907 года его компанией налажена стабильная радиосвязь через Атлантический океан, раньше это считали невозможным из-за кривизны земного шара.

В 1909 году Маркони совместно с Фердинандом Брауном получили Нобелевскую премию по физике за вклад в развитие беспроводной телеграфии или, в оригинале, to the development of wireless telegraphy.

Гульельмо Джованни Мария Маркони Джеймсон родился в Болонье в семье землевладельца. Он не посещал школу, но изучал с частными репетиторами физику, химию и математику.

Первым официально получил описание изобретения Маркони министр почты Италии. Мария Элеттра Маркони, дочь изобретателя, в воспоминаниях рассказывает, что на конверте он написал вердикт: «В Лонгару», — место где находится сумасшедший дом в Риме.

Видный предприниматель Маркони построил радиостанцию в проливе Ла-Манш на острове Уайт рядом с резиденцией королевы Виктории, чтобы обеспечить беспроводную связь с материковой Англией. Для увеличения интереса к событию Маркони разместил радиоаппаратуру еще и на яхте Принца Уэльского для телеграфирования с судна на остров. Радиограммы с яхты ежедневно поступали во дворец и освещались во всех газетах страны.

Весной 1920 года Маркони плавал вдоль берегов Испании на собственном пароходе «Электра» — плавучей лаборатории, купленной им у итальянского ВМФ. Цель поездки — изучение неизвестных знаков, воспринимаемых радиотелеграфами. Маркони предполагал, что они исходят с других планет. На снимке — яхта в окрестности Гибралтара, 21 апреля. В этот день Марс находился на самом близком расстоянии от Земли.

Ровно 125 лет назад в мае Александр Попов, преподаватель Морского технического училища, прочитал в Петербургском университете лекцию и показал радиоприемник в виде модернизированного когерера — резистора, фиксирующего короткие электрические импульсы. Радиоприемник был оснащен антенной в 2,5 метра. В качестве источника электромагнитных колебаний он использовал вибратор Герца.

Через 10 месяцев Поповым передана первая радиограмма из двух слов. Физик с расстояния 250 метров из соседнего здания посылал кодированные сигналы. Текст никто не знал. Приемник позволял подключить самопишущий прибор братьев Ришар или телеграфный аппарат Морзе. Но в этот раз Федор Петрушевский, учитель Александра Попова, расшифровывал появлявшиеся на ленте аппарата знаки и писал мелом на доске. В итоге вышла надпись: «HEINRICH HERTZ».

Через четыре года после нашумевшего доклада Попов изобрел аппарат для приема сигналов при помощи телефонной трубки на слух. Открытие стало маркером новой эры в радиоэпохе.

В 1900 году ученый обустроил беспроводную радиосвязь для спасательной операции в Балтийском море между островами Гогланд и Кутсало. В результате операции спасли 27 моряков, оказавшихся на отколовшейся льдине в открытом море.

Александр Степанович Попов — седьмой ребенок в семье священника.

С 10 лет мальчик учился в духовных училищах. С отличием окончил Пермскую духовную семинарию и поступил на физико-математический факультет Петербургского университета. Чтобы накопить деньги на учебу, Попов подрабатывал электромонтёром.

Попов был идеальным служащим и примерным семьянином: скромный, безотказный, его часто выделяли. Знания супруги ученого немецкого и французского языков помогали следить Попову за иностранной научной литературой.

Во время большого путешествия в 1893 году Попов побывал на Всемирной электротехнической выставке в Чикаго. Никола Тесла занимался освещением мероприятия и там же устраивал электрошоу. Под впечатлением от великого серба Попов повторял опыты Теслы с индукционным трансформатором на лекциях.

#selectel