А. С. Попов — гордость русской науки
Ю. Долгушин
Если проследить ход развития электрической связи во второй половине прошлого века, мы увидим очень интересную и на первый взгляд странную картину.
В тридцатых годах XIX столетия русским ученым П. Л. Шиллингом был изобретен и практически осуществлен электрический телеграф. С этого момента вся суша земного шара стала покрываться сетью проводов. И с этого же момента начались настойчивые поиски иных способов связи, которые позволили бы обходиться без проводов. Этого требовали межконтинентальные сношения я морская связь.
Некоторые ученые пытались использовать воду, водное пространство как проводник для передачи электрических сигналов. Другие пробовали землю. Третьи старались преодолеть пространство, пользуясь явлением электрической индукции, но все эти попытки неизменно кончались неудачей. Вопрос о беспроволочной телеграфии оставался нерешенным, хотя больше чем за сто лет перед этим, в середине XVIII века гениальный русский ученый Михаил Ломоносов впервые высказал замечательную мысль о волновом характере распространения света и о родстве явлений световых и электрических.
А в начале следующего, XIX столетия Фарадей, а затем Максвелл подтвердили правильность этой мысли путем сложных физико-математических изысканий. Это была чистейшая теория. Но она утверждала, что при некоторых условиях должны возникать в пространстве некие особые, невидимые электромагнитные волны, подобные световым, способные распространяться на бесконечно большие расстояния и притом со скоростью света.
Теория эта тогда не получила широкого признания в ученом мире. Ей не хватало экспериментального физического доказательства, и ни Фарадей, ни Максвелл, никто другой не смогли его найти.
В 1879 г. Берлинская академия наук объявила премию за экспериментальное доказательство существования электромагнитных волн. А в 1888 г. Герц нашел, наконец, эти долгожданные доказательства. Казалось, что еще нужно, чтобы притти теперь к мысли о передаче сигналов без проводов на большие расстояния, о связи, о радиотелеграфе? Но странно: даже теперь никто из ученых не почувствовал в опытах Герца тех возможностей, того будущего, которое было в них заложено. И когда некий инженер Губер спросил Герца, не могут ли «его волны» служить для беспроволочной телеграфии, он ответил: «Это не имеет практического значения»…
Также, очевидно, думали и другие физики — современники Герца. Все они бесчисленное количество раз повторяли его опыт, «изучали» новые волны, но совсем не для того, чтобы найти им какое-нибудь полезное применение.
Правда, некоторым посчастливилось сделать удачные находки, подсказанные главным образом стремлением улучшить опыты Герца, сделать их более наглядными, более эффективными при демонстрации студентам в аудиториях. Все эти исследования и поиски стихийно шли к тому, чтобы «открыть радио». Но это понятно только теперь, когда мы оглядываемся назад и видим, к чему именно направлялись шаги ученых. Тогда же никто из видных физиков и не подозревал, какое будущее предстоит электромагнитным волнам. И только великий русский ученый А. С. Попов правильно оценил их значение.
Еще в 1899 г. в своем первом публичном выступлении он заявил: «Человеческий организм не имеет еще такого органа чувств, который замечал бы электромагнитные волны в эфире; если бы изобрести такой прибор, который заменил бы нам электромагнитные чувства, то его можно было бы применять к передаче сигналов на расстояние».
А через три года к этой же мысли пришел и Вильям Крукс, но он не сделал никаких практических шагов, которые привели бы его к открытию радио.
Эта же участь постигла и Лехера, и Бранли, и Лоджа. И только через несколько лет, когда весь научный мир был поражен достижениями Попова, Лодж с горечью писал о своих работах: «Как ни глупо, но не была сделана попытка увеличить мощность для увеличения дальности действия системы…»
Ни одно открытие в науке, ни одно изобретение в технике не возникает «из ничего», обособленно. Каждое из них имеет свои корни в прошлом, вырастает из предшествовавшего и каждое всегда есть шаг или скачок на пути от уже известного к новому, еще неизвестному. И когда рассматриваешь уже сделанные изобретения и усовершенствования в их исторической последовательности, часто поражаешься: как немного нужно было сделать, чтобы получить нечто новое. Но только сами творцы нового знают, какого труда и напряжения мысли требует каждый такой шаг.
В те годы, о которых идет речь, с когерером Бранли работали многие видные ученые. Но потребовался гений Попова, чтобы когерер превратился в то звено, которое привело к открытию радиосвязи.
А. С. Попов раньше всех своих современников понял смысл происходящих в физике событий. Он единственный из ученых того времени ясно увидел будущее электромагнитных волн, именно — связь на расстоянии без проводов. Но этим не ограничивается заслуга великого изобретателя. Он не только видел перспективу электромагнитных волн, но и знал, что надо делать. Он знал, что нужно прежде всего выйти за пределы лабораторного стола, убедиться в том, что сантиметровое расстояние между излучателем волн и приемником — когерером — может быть увеличено. А затем — сколько можно увеличить его. В этом именно и состояла задача, которую никто не мог тогда даже поставить перед собой.
И Попов с необычайным упорством начал решать ее. Путем многочисленных экспериментов он стал добиваться максимальной чувствительности приемного устройства, ибо в этом именно и состояла проблема дальности приема сигналов. Он перепробовал массу различных металлических порошков для своего когерера, нашел наиболее чувствительный из них к воздействию электромагнитных волн.
Это была кропотливая, утомительная работа, которую Попов — преподаватель физики электроминной школы в Кронштадте — проводил в неурочное время, вечерами а часто и по ночам, за свой риск и страх, со своим верным и единственным помощником П. Н. Рыбкиным.
Но зато в первые же дни этой работы Попов сделал то, что оказалось непосильным для всех ученых того времени: он убедился, как и предполагал, что расстояние приема может быть увеличено. Он не только «вышел за пределы лабораторного стола», но довел это расстояние сначала до 12 м, а потом и еще больше.
Следующая задача состояла в том, чтобы автоматизировать встряхивание трубки с металлическими опилками. Это было необходимо для того, чтобы принимать один за другим импульсы, как бы часто они ни поступали. Только при этом условии прибор мог удовлетворить -практическим требованиям сигнализации. Попов блестяще решил и эту задачу. Он включил когерер в цепь простого электрического звонка, работающего от батареи, и заставил звонок не только звонить, когда ток устремлялся по цепи, но и постукивать молоточком по трубке с опилками и тем самым моментально восстанавливать способность трубки отзываться на следующий импульс приходящей из эфира волны.
Опыты свои Попов проводил в двух соседних физических кабинетах электроминной школы. В одном кабинете помещался «передатчик» — катушка, в другом — приемная станция — когерер.
Катушка приводилась в действие. Между ее электродами слабо потрескивала едва заметная искра длиной в 2—3 мм. И на каждый такой разряд приемник Попова безотказно отвечал четким, коротким звонком. Сразу же выяснилось, что стены здания не мешают приему. Попов стал выносить свой прибор в соседние помещения, увеличивая расстояние, и всюду получал отчетливые сигналы звонка.
Во время этих опытов Попов заметил, что электрические провода, проложенные вдоль стены физического кабинета, заметно облегчают прием. Это наблюдение тотчас повлекло за собой новую серию изысканий. Ученый быстро понял значение своего открытия. И вот уже к трубке когерера присоединен тонкий металлический стержень, торчащий вверх. Расстояние приема сразу увеличилось до 80 м! Перенеся опыты в сад, Попов в поисках наибольшего эффекта поднял на игрушечном воздушном шаре тонкий медный провод, и нижний конец его присоединил к своему когереру. Расстояние приема увеличилось еще больше. Так появилась первая в мире приемная антенна.
Однажды во время опытов в саду звонок когерера вдруг стал давать один за другим продолжительные, непрерывные сигналы, в то время как передатчик бездействовал! Заинтересованные этим явлением ученый и его помощник П. Н. Рыбкин некоторое время тщетно искали причину, вызывающую непонятные звонки. Через несколько минут все разъяснилось: приближалась гроза. Разряды молний издалека предупредили о ее приходе. Неожиданное происшествие сразу же натолкнуло изобретателя на мысль о практическом применении его прибора: для электростанций того времени было очень важно знать заранее о приближении грозы. И он назвал свой приемный аппарат «грозоотметчиком». Впоследствии «сигналы грозы» были приняты и записаны «а ленту барабана на расстоянии около 30 км.
* * *
Вот, с каким багажом 7 мая 1895 г. явился из Кронштадта в Петербург на очередное заседание физического отделения Русского физико-химического общества молодой ученый Александр Степанович Попов.
На этом заседании он сделал доклад «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям и о приборе для обнаружения и регистрирования электрических колебаний в атмосфере».
В конце доклада А. С. Попов сказал: «Могу выразить надежду, что мой прибор, при дальнейшем усовершенствовании его может быть применен к передаче сигналов на расстояние при помощи быстрых электрических колебаний как только будет найден источник таких колебаний, обладающий достаточной энергией». Вот и все, что было сказано в этом историческом докладе о телеграфировании без проводов.
Доклад и демонстрация грозоотметчика, безукоризненно проведенные Поповым, вызвали исключительный интерес собравшихся. В протоколе этого, ставшего знаменитым, заседания записано: «Прибор отвечает на разряды электрофора через большую аудиторию. В соединении с вертикальной проволокой длиной в 2,5 метра, прибор отвечал на открытом воздухе колебаниям, производимым большим Герцовским вибратором с искрой в масле на расстоянии 30 сажен».
Так в тиши физического кабинета Кронштадтской электроминной школы после нескольких лет напряженного творческого труда, настойчивых и целеустремленных исканий был создан А. С. Поповым первый в мире радиоприемник, схема которого стала основной схемой приемника для беспроволочного телеграфа. В ней было все: антенна, детектор, усилитель, заземление.
В январе 1896 г. в журнале Русского физико-химического общества было опубликовано описание прибора Попова с чертежами. Экземпляры этого номера журнала были, как всегда, разосланы по крупнейшим библиотекам мира. Вскоре после этого итальянец Марконя «с грузом похищенных идей», как писал потом Лофтин, главный эксперт США по патентным делам, отправился в Англию, и там запатентовал свой «прибор для телеграфирования без проводов». Через год Маркони вынужден был опубликовать схему запатентованного прибора. Она оказалась в точности повторяющей схему «грозоотметчика» Попова.
Между тем Попов решил еще усовершенствовать прибор. Вместо звонка появился механизм, записывающий сигналы на барабане с бумажной лентой, потом телеграфный аппарат…
Прошло около года. Новый, еще более продуманный прибор готов.. И вот опять собрались ученые-физики послушать Попова.
…В университетской аудитории старого физического кабинета — мертвая тишина, все замерли, напрягая слух. У доски с куском мела в руке стоит председатель физико-химического общества профессор — Ф. Ф. Петрушевский и тоже прислушивается. В левой руке у него заметно дрожит бумажка с азбукой Морзе.
Рядом на столике приемник Попова четко и медленно отстукивает на телеграфной ленте точки и тире. Это помощник Попова П. Н. Рыбкин из здания химической лаборатории, что за университетским ботаническим садом, на расстоянии около четверти километра отсюда, начал первую радиотелеграфную передачу. Петрушевский принимает очередной знак на ленте и, справляясь по бумажке, переводит его в букву, которую записывает на доске.
Молчаливое возбуждение присутствующих растет с каждой новой буквой, записанной председателем. Все переглядываются, широкими молодыми улыбками светятся лица седых ученых… И когда, наконец, на доске появляются два слова — «Генрих Герц» — первые слова, переданные по радио, — восторг выливается в овации радостно взволнованному Попову…
В этот же день, 12 (24) марта 1896 г., он прочел публичную лекцию о «возможности телеграфирования без проводов».
Исключительно успешные опыты Попова заставили, наконец, и царское правительство задуматься о возможности использования нового-изобретения.
Немногочисленная группа прогрессивных деятелей Морского ведомства во главе с начальником Кронштадтского порта вице-адмиралом С. О. Макаровым, понимая смысл и значение использования радиосвязи на кораблях морского флота, широко пропагандировала изобретение А. С. Попова и в конце концов добилась того, что морское ведомство предложило ученому воспроизвести его опыты на судах Кронштадтского учебно-минного отряда.
Зимой и летом 1897 г. работа продолжалась в кронштадтских фортах, на судах в море. В результате удалось довести дальность связи сначала до трех километров, а потом и до пяти. Вскоре П. Н. Рыбкиным была обнаружена возможность принимать сигналы на слух, на телефон, включенный в цепь приемника, что сразу увеличило дальность приема до 45 км.
А в 1899 г. произошло событие, сделавшее идею беспроволочного телеграфа чрезвычайно популярной.
В бурную ноябрьскую ночь только что отстроенный броненосец береговой обороны «Генерал-адмирал Апраксин» сбился с курса и на полном ходу сел на камни у острова Гогланд в Финском заливе. Для успешного проведения специальных работ Попову было поручено организовать постоянную связь между Гогландом и материком. Ледокол «Ермак» доставил на остров партию во главе с помощником Попова П. Н. Рыбкиным, мачту высотой 48 м и разборный домик для станции. Другая партия с А. С. Поповым во главе обосновалась на Финском берегу в г. Котка, где была ближайшая почтово-телеграфная контора. Расстояние между Гогландом и Коткой равнялось 47 км. Через десять дней первая в мире линия радиосвязи была налажена и работала бесперебойно всю зиму до апреля, когда броненосец был снят с камней.
Но это не все. Ледокол «Ермак» находился еще у Гогланда, когда с материка была получена радиограмма следующего содержания: «Командиру «Ермака». Около Лавенсари оторвало льдину с рыбаками. Окажите помощь».
«Ермак» отправился на поиски и вскоре принял на борт 27 рыбаков, которые уже совсем было отчаялись в спасении. Это были первые люди, спасенные с помощью радио.
Эти два эпизода, случившиеся на первых же порах практического применения радиосвязи, произвели огромное впечатление в тогдашней России. Газеты ежедневно сообщали о событиях в Финском заливе, о Попове и его замечательном изобретении.
Престиж Попова еще более возрос, и он получил возможность испытать свою новую аппаратуру на Черном море во время маневров эскадры. Здесь Попову с его помощником Рыбкиным удалось довести дальность приема до небывалого в то время расстояния — в 150 км.
Все шло хорошо. Неутомимый А. С. Попов работал с редким подъемом, видя, что дело его неуклонно движется вперед. Вскоре, однако, начались неприятности. Вопреки желанию Александра Степановича производство радиоаппаратуры для вооружения кораблей было поручено заграничным фирмам.
Александра Степановича назначили профессором физики Электро-технического института. Здесь он был избран директором института. Исключительно чуткий к запросам студенчества и нетерпимый ко всяким несправедливостям, А. С. Попов вступил в тяжелую борьбу с произволом царского режима. После одного из неприятных свиданий с министром внутренних дел Дурново, когда Попов горячо отстаивал гражданские права студентов, расстроенный он приехал домой, почувствовал себя плохо и вскоре умер от кровоизлияния в мозг.
Это произошло 31 декабря 1905 г., когда изобретателю радио было всего 46 лет.
«Искровый радиотелеграф», созданный гением А. С. Попова, был тем началом, из которого на протяжении последующих лет родились и современное радиовещание, и телевидение, и радиофототелеграфия, и радиотелемеханика, и радиолокация.
Роль радио в нашей жизни, в нашем бурном движении к коммунизму колоссальна. И как бы далеко современная радиотехника ни ушла в своем развитии вперед, мы никогда не забудем ни скромного «грозоотметчика», ни первых рыбаков, спасенных с помощью радио от гибели во льдах.
И мы всегда будем гордиться тем, что радио родилось в нашей стране и что создал его замечательный русский ученый, сын нашей Родины — Александр Степанович Попов.
Из журнала «Военный связист», №5, 1949 г.