ЗАКОЛДОВАННЫЙ ЗВУК

© Copyright by J.J. Herlinger 1976
© Copyright for Edition by KAW

Printed in Poland
Krajowa Agencja Wydawnicza
Warszawa 1982

ЗАКОЛДОВАННЫЙ ЗВУК ЮЛИУШ ЕЖИ ГЕРЛИНГЕР Перевод ИЗАБЕЛЛА ХМЕЛЕВСКАЯ Художественное оформление МАЦЕЙ ГИБНЕР

KRAJOWA AGENCJA WYDAWNICZA

Напечатанные голубым шрифтом мини-главы, находящиеся внутри некоторых глав, можно прочесть или пропустить. В любом случае лучше сначала дочитать главу до конца, а потом вернуться к „голубой” истории.

ГЛАВА ПЕРВАЯ

О тамтамах, кострах, голубях
и одной исторической битве

— А в начале сотворил бог Барабанщика, Охотника и Кузнеца...

Так гласит одна из легенд племени ашанти, живущего в Западной Африке. Барабанщик — исключительно почетная профессия на всем Черном континенте. Ни одно событие — будь то смерть или рождение, война или охота — не может обойтись без „говорящих” барабанов, передающих вести из одной деревушки в другую. Даже сегодня — в эпоху телеграфа, радио и телевидения. А ведь африканские тамтамы — это и есть самый настоящий телеграф.

— Бум... теп... пррррр... бац-бац... теп...

Эти отрывистые звуки ничего не говорят европейцу, зато африканцу они говорят все. В умелых руках племенного мастера африканские тамтамы могут творить чудеса. Этот оригинальный телеграф джунглей всегда удивлял исследователей Черного континента. О нем рассказывали легенды, он вызывал изумление и недоверие... А между тем он  {5} 

42 километра и 195 метров — таково расстояние между Марафоном и Афинами, которое пробежал в полном боевом снаряжении неизвестный афинский воин, вымолвив перед смертью только два, но зато таких важных слова: „Мы победили!”

существует с незапамятных времен. И сегодня уже никто не знает, когда появился этот удивительный телеграф — один из старейших способов передачи известий на расстояние.

С древнейших времен люди ломали себе голову над тем, как передавать вести из одного места в другое, прибегая для этого к разным способам, в зависимости от уровня развития техники и географического положения.

Наиболее распространенной была система гонцов-скороходов, особенно тогда, когда людям еще не были известны ни лошади, ни верблюды. Скороходы передавали известия от одной пещеры к другой, от поселения к поселению. Потом, когда появились упряжные лошади, пеших курьеров вытеснили наездники — конные гонцы, более быстрые и надежные. Но в Америке, например, вплоть до конца XV века известия передавались скороходами, поскольку на этом континенте еще не знали лошадей. Это тем более удивительно, что далекий предок лошади ведет свой род именно из Америки.

Кстати, в Европе дела тоже не всегда обстояли лучше. Не так давно, всего „лишь” в 490 году до нашей эры, близ небольшого поселения Марафон, расположенного в восточной Аттике, произошла историческая битва. Именно здесь гораздо более многочисленным персидским войскам, направлявшимся в Грецию, преградили путь афинские отряды во главе с полководцем Мильтиадом. Однако афиняне, сражавшиеся за свой город, выиграли битву: персидские войска были разбиты наголову.

В Афинах, расположенных в 42 километрах от Марафона, остались лишь дряхлые старики, которые не могли удержать в руке меч, женщины и дети. Они с тревогой ждали вестей об исходе Марафонского сражения. Тогда Мильтиад велел одному из своих воинов, который славился быстротой и выносливостью, мчаться что есть силы в Афины. И вот афинский воин бежит к городу в полном боевом снаряжении, под знойным южным солнцем. Бежит более 42 километров! Прибежав, наконец, в Афины, он лишь успел крикнуть: „Мы победили!”

И упал замертво.

История не сохранила его имени. Но именно в честь его в программу Олимпийских игр включено одно из самых трудных легкоатлетических состязаний: марафонский бег! Спортсмены, бегущие в легких майках, а не в тяжелых доспехах, должны преодолеть дистанцию в 42 километра и 195 метров: именно столько, сколько пробежал греческий воин. И хотя на протяжении всей трассы есть пункты с  {6} 

Марафонский бег — труднейшее состязание Олимпийских игр. Однако сегодня эту дистанцию — 42 километра и 195 метров — спортсмены пробегают в легких костюмах, а не в тяжелых доспехах. Вдоль всей трассы имеются пункты с водой, освежающими напитками и льдом, но отнюдь не всегда к финишу приходят все участники состязания...

водой, освежающими напитками и льдом, к финишу приходят не все: многие выбиваются из сил и сходят с трассы.

Конечно, в те времена, о которых здесь говорится, пеший гонец был уже редкостью. Персы послали из того же Марафона эстафету верховых гонцов к своему королю Дарию I, чтобы сообщить ему о поражении. Каждые несколько десятков километров они меняли лошадей, менялись и сами гонцы...

В старые времена в Польше рассылались так называемые вицы. Это были пучки ивовых прутьев или мотки веревок, которые посылали воинам или рыцарям, чтобы они собирались в поход.

Конечно, верховой гонец был куда быстрее пешего, но и у такой системы передачи сообщений были свои недостатки. Больше 200 километров в день на лошадях не сделаешь, даже если загнать их насмерть. Лошадь бежит быстрее по ровной местности, чем по ухабам и бездорожью. А хорошие дороги не только в древние времена, но и в средневековье были редкостью. Поэтому нужно было найти какой-то другой способ.

Когда необходимо было срочно известить или предостеречь о приближении неприятеля, на возвышенностях разжигали костры. Сигнал был хорошо виден с большого расстояния, затем его передавали дальше. Известие доходило к месту назначения очень быстро, но таким образом можно было передать только какую-то одну, заранее условленную весть. Там, где отсутствовали естественные возвышенности, например, в степях Украины, строились специальные башни, на которых в случае опасности разжигали костры. Такой опасностью были, как правило, татарские набеги.

Существовал и другой „телеграф” — гелиограф, для чего использовались специальные зеркала, отражающие солнечные лучи. Применялась соответствующая система знаков, благодаря чему можно было передать больше известий. Однако часто бывало и так: как раз тогда, когда нужно было передать срочную „телеграмму”, солнце пряталось за тучи и не показывалось несколько дней подряд. К тому же и ночью этот „телеграф” не действовал. Поэтому африканские тамтамы и в этом отношении оказались совершеннее: ночью воздух холоднее и звук расходится лучше.

Итак, к стыду своему мы должны сказать, что по крайней мере до конца XVIII века „цивилизованные” страны Европы были в этом отношении более отсталыми по сравнению с примитивными племенами Африки. В это время  {7}  мы открыли лишь два новых способа передачи информации, почтовых голубей и семафорный телеграф.

С давних времен было известно, что неприметные голуби безошибочно возвращаются в свою голубятню, даже если она находится за тысячи километров от того места, где их выпустили на свободу. Поэтому достаточно захватить с собой в военный поход или в далекое путешествие клетку с голубями, и надежное средство связи у нас обеспечено. Крылатый „почтальон” доставит нашу корреспонденцию точно по указанному адресу, разве что по пути попадется в когти какому-нибудь голодному ястребу. Но здесь есть маленькое „но”. Такая почта действует только в одном направлении — к голубятне. В обратную сторону голубь не полетит.

В конце XVIII века появился еще один довольно любопытный телеграф: семафорный. Его изобрел талантливый французский инженер Клод Шапп. На возвышенностях или башнях (обратите внимание: чем выше над землей, тем лучше связь) строились специальные станции. На небольшой, башенке устанавливали высокую рейку с поперечиной на конце, а к концам этой поперечины были прикреплены еще две рейки, но поменьше. Все эти рейки можно было перемещать, а соответствующее положение их означало отдельные буквы. Все станции должны были „видеть” друг друга, так как

Именно так выглядели башенки „станций” семафорного телеграфа, изобретенного Клодом Шаппом. К сожалению, их недостатком было то, что они должны были „видеть” друг друга...

Семафор? Ведь это же так просто — он всем хорошо известен

сообщение передавалось последовательно от башни к башне.

Этот телеграф быстро приобрел широкую известность. Он действовал значительно быстрее верховых гонцов и был „разговорчивее” гелиографа: давал возможность передавать больше сообщений, а не только определенные, заранее условленные знаки.

Первая линия семафорного телеграфа начала действовать в 1794 году во Франции, между Парижем и Лиллем, а спустя 45 лет была построена самая длинная в мире линия телеграфной связи между Петербургом (ныне Ленинград) и Варшавой. Расстояние в 1200 километров телеграмма проходила всего лишь за 15 минут!

Это было уже большое достижение. Однако и телеграф Шаппа имел свои недостатки, прежде всего, он действовал только днем, ночью им нельзя было пользоваться. Кроме того, каждый человек, знающий систему условных знаков, мог легко понять содержание передаваемого сообщения.

Сегодня телеграфная система Шаппа относится уже к истории (хотя на некоторых железных дорогах она сохранилась в виде семафоров), а ее место занял электрический телеграф.

ГЛАВА ВТОРАЯ

Об удивительном камне
и молниях на ладони

Темноту ночи озаряли лишь вспышки костров, которые жгли многочисленные военные посты, разбросанные по близлежащим склонам. Лавры, белые клены и кипарисы стояли неподвижно, точно заколдованные, и даже малейшее дуновение ветра не шевелило ветвей.

Милет... Прославленный греческий город Милет, возвышающийся на восточном побережье Средиземного моря... Его слава простиралась от Гибралтара до легендарной земли Индии. Великие ученые, которые в древности прославили этот город на весь мир, купцы, доставлявшие свои товары в самые отдаленные уголки древнего мира, — все это уже отошло в прошлое. Могучая персидская империя — ближайший сосед свободного города — оплела его своими щупальцами. Тысячи персидских шпионов рыскали по городу в поисках спрятанного оружия, подслушивали разговоры жителей на площадях и улицах, ведь Милет славился не только своими учеными и купцами, но и пламенными патриотами, которые стремились сбросить многовековое ярмо персидского господства.

Не помогли шпионы, насилие и жестокие пытки в темных подземельях, куда бросали тех, кто боролся за освобождение своего родного города. Милет восстал против угнетателей, возглавив весь греческий народ в его победоносной борьбе против персов.

Но все это было впереди. А пока ничто не нарушало тишины и величия ночи. Лишь бесшумно кралась, сливаясь с темнотой, едва заметная тень. На мгновение человек замер, чутко вслушиваясь в тишину, подчас такую обманчивую, и, оказавшись, наконец, на пороге великолепного дома, стоявшего в стороне, тихо постучал.

— Это ты, Арктин! — спросил мужчина в праздничной одежде, открывший дверь. — Как я рад!... Я боялся за тебя. Ведь ты поэт, а в теперешние времена...

— О, Учитель, ведь ты знаешь, что я владею рифмами не менее искусно, чем мечом. И поэтому со мной не могло случиться ничего  {10}  плохого. К тому же я принес камень, о котором ты так мечтал...

— Войди, Арктин, прошу тебя... Я так рад...

В просторной, ярко освещенной комнате сидели в праздничных тогах гости и ученики Учителя — известного ученого и философа Фалеса из Милета, а среди них Анаксимен и Анаксимандр.

Тем временем хозяин торопливо разворачивал сверток, который ему принес Арктин. Наконец!... Наконец-то он сможет показать своим ученикам и друзьям такой интересный, такой удивительный опыт!...

Усталый Арктин огляделся. Один из гостей Учителя как раз кончал говорить:

— ...итак, источник всего живого, всего сущего есть Огонь. Огонь — это тепло и свет. Ведь наше Солнце — это тоже Огонь. И Огонь по воле богов падает с неба на землю в виде молнии. Бог наших богов — великий Зевс — это повелитель громов и молний. Что же в мире страшнее падающего с неба огня, который в один миг может сжечь все, что существует на Земле?

— Да, да, это правда, — поддакнул молодой светловолосый грек, сидящий напротив говорящего. — Огонь... Огонь — это начало всех вещей.

— И все-таки ты заблуждаешься, друг мой.

Беседу гостей прервал тихий голос хозяина. Они с интересом взглянули на Фалеса, держащего в руке какой-то странный желтый камень.

— Вы заблуждаетесь... Самой

Этот камень — электрон. Говорят, что он рождается в воде, где-то на далеком севере, и тамошние жители называют его янтарем. Этот удивительный камень рождается в воде, но, в свою очередь, он сам рождает огонь...

главной стихией, началом всех вещей на Земле не является Огонь. Эта сила стократ могущественнее Огня, ибо она рождает Огонь! Это... — он сделал небольшую паузу и, окинув пристальным взглядом присутствующих, добавил: — Это... Вода!

— Вода?! — изумленно воскликнул Анаксимандр. — Ведь Вода убивает Огонь, гасит его!..

— Но и рождает, — спокойно прервал его Фалес. — Ведь это благодаря Воде растут растения, это она растворяет все вещества, она есть та стихия, без которой не было бы жизни...

— Но ведь Вода убивает Огонь! — повторил Анаксимандр.

— Да, это правда... Вода, однако, не только убивает огонь, но и оживляет его. Вы об этом не знали? В самом деле? Ну, так посмотрите... — Он протянул руку — на его ладони сверкал золотым блеском удивительный камень, только что привезенный бесстрашным Арктином. Учитель дотронулся до камня кусочком превосходной шерсти, которой славился Милет во всем древнем мире, и легко потер его.

— Погасите свет и посмотрите внимательно!

Произошло нечто удивительное! Маленькие голубые искры — как микроскопические молнии — окружили желтый камень!

— А теперь посмотрите еще раз.

Фалес поднес потертый камень к лежавшим на столе мелким стружкам, ниткам, соломинкам и пушинкам. Все это — как по мановению волшебной палочки — внезапно подскочило вверх и прилипло к чудодейственному камню, облепив его со всех сторон. Это длилось мгновение, а потом постепенно соломинки и пушинки, нитки и стружки начали опадать, сначала более тяжелые, потом более легкие...

— Невероятно! — воскликнул Арктин.

— Да... — сказал задумчиво Фалес. — Но сейчас вы увидите вещи еще более невероятные. И, потерев камень, он снова поднес его к кучке мелких предметов, лежавших на столе. И снова — как и раньше — часть из них моментально прилипла к желтому камню. Но — странное дело! — некоторые из них при приближении к ним камня отскакивали, точно в испуге, вбок. И после каждого прикосновения шерсти к камню их было все больше.

— Этот камень — электрон, — сказал задумчиво Фалес. — финикийцы, которые привезли мне его впервые, утверждают, что он рождается в воде, где-то на далеком севере, в соленом и холодном море, и тамошние жители называют его янтарем. Этот удивительный камень рождается в воде, но, в свою очередь, он сам рождает огонь  {12} 

Фалес из Милета, великий греческий ученый. Однако не ему было суждено открыть тайну желтого камня...

— ведь вы видели голубые искры. И притягивает разные предметы с невидимой и незаметной силой. Но существует и другое притяжение. Смотрите...

Он взял в руку кусочек твердой бурочерной руды, рассыпал на столе немного железных опилок и поднес к ним руду. Все опилки моментально прилипли к кусочку зажатого в руке камня и остались на нем.

— Скажи нам, Фалес, в чем заключается разница между этими двумя камнями? Почему желтый камень только на одно мгновение притягивает разные нитки и обрезки, а потом быстро теряет всю свою силу? Почему он не притягивает металлических опилок? Почему черный камень притягивает только маленькие кусочки металла и держит их долго, с необычайной силой, но зато теряет всю свою силу, если поднести его к ниткам и соломинкам?

— Не знаю, друзья мои, — ответил Фалес после минутного раздумья. — Может быть, потому, что у них есть душа? Впрочем, я этого не знаю... пока не знаю...

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

О гневе богов
и горах, пожирающих корабли

С этими удивительными, необычайными силами природы люди столкнулись уже в самые древние времена. Когда огромная молния со страшным треском разрезала небо пополам, зажигая леса, ломая тысячелетние дубы, разваливая убогие избушки и убивая людей и скот, все шептали в испуге:

— Это гнев богов, недовольных нашими жертвами... Мы должны вымолить у них прощение любой ценой!...

И люди приносили все больше жертв, все более великолепных, надеясь, что всемогущие боги сменят гнев на милость и своей улыбкой согреют иззябшую землю.

А с другой стороны невинный янтарь — называемый древними греками электроном — и его нежные голубые искорки, не причиняющие никому никакого вреда... Что могло быть общего между этими двумя, такими, казалось бы, разными явлениями? Ничего, абсолютно ничего...

Однако было что-то еще, что вызывало удивление людей с самых древних времен. Как гласит старинная легенда, один пастух по имени Магнит, ища своих заблудившихся овечек, забрел на склон удивительной горы. Спускаясь вниз он с ужасом заметил, что его подкованные железными гвоздями сапоги прилипают к склону и только с большим трудом ему удавалось идти вперед. Так гласит легенда. Однако в древнем мире это явление было известно значительно раньше. И, как каждое загадочное явление, обрастало легендами в течение многих столетий. Например, древнеримский писатель Плиний писал в своей „Естественной истории”, что недалеко от реки Инду стояли две удивительные горы, подобных которым не было на целом свете. Одна из них притягивала с необыкновенной силой все, что было сделано из железа. Именно из-за нее поблизости утонуло много кораблей, потому что гора вытягивала из них железные гвозди и якоря, в результате чего корабли распадались на части, унося в морскую бездну плывших на них моряков,

„...Когда корабли подплыли совсем близко к Магнитной горе, они рассыпались и все железо из них ушло в ее направлении. И до самого позднего вечера мы кружили вокруг горы, корабли рассыпались, некоторые из нас утонули, а некоторые остались в живых. Но утонувших было больше...”

купцов и путешественников. Зато вторая гора с такой же силой отталкивала от себя все, что было сделано из железа.

Об этом рассказывается и в написанном значительно позднее сборнике сказок „Тысяча и одна ночь”:

„Потом, моя госпожа, — рассказывала Шехерезада, — капитан горько заплакал, а мы убедились, что нам угрожает гибель, и попрощались друг с другом. А с наступлением утра мы оказались поблизости от этой горы и нас подтолкнуло к ней морское течение. Когда корабли подплыли совсем близко к Магнитной горе, они рассыпались и все железо из них ушло в ее направлении. И до самого позднего вечера мы кружили вокруг горы, корабли рассыпались, некоторые из нас утонули, а некоторые остались в живых. Но утонувших было больше...”

Легенды... Легенды и сказки, рожденные предрассудками и неведением, огромным, паническим страхом...

Но ведь магнитный камень, тот, который притягивал железо, был известен давным-давно. В Китае его называли „нитши-ги”, что означает „любящий камень”, ибо он притягивал к себе железо так нежно, как любящая мать своего младенца. В древнем Египте  {15} 

Эта статуэтка — один из древнейших, известных нам компасов, родом из Китая. В Европе в те времена мореходы плавали так, что бы не потерять из виду берег

также были известны некоторые свойства этого удивительного камня. В этих странах уже две тысячи лет тому назад знали, что магнит указывает направление север-юг.

Разумеется, эти старые компасы ничем не напоминали нынешних. В миску, наполненную водой, осторожно клали деревянную досочку или соломинку с узким кусочком необыкновенного камня, один конец которого всегда показывал север, а другой — юг.

Из Китая компас попал через Индию к арабам. В XII веке уже знали, что он очень облегчает плавание ночью и во время сплошного тумана, когда не виден берег. А от арабов компас проник в Европу, где оказал неоценимые услуги итальянским, испанским, португальским и английским мореплавателям.

Однако по-прежнему никто не знал, почему магнит притягивает железо, почему компас всегда указывает то же самое направление. Если бы вы спросили об этом кого-нибудь из тогдашних мореходов, даже самого замечательного, то услышали бы в ответ:

— Магнит притягивает, потому что обладает свойством притяжения!

Однако не следует забывать, что все это происходило в те времена, когда люди были уверены в том, что Земля плоская как блин, поэтому такой ответ был ничем не хуже объяснения Фалеса, который говорил, что и янтарь и магнит притягивают, ибо у них есть „душа”. А ведь это было уже средневековье, и прошло две тысячи лет после смерти мудреца из Милета.

Две тысячи лет и ничего не изменилось. Все еще никто не мог ответить на вопросы, что общего между янтарем и молнией, почему магнит притягивает только железо и „пренебрегает” мелкими кусочками шерсти...

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

О враче-чудаке и магнитной
„палке” о двух концах

Уильям Джильберт, придворный врач английской королевы Елизаветы I, был довольно странным медиком. Как раз несколько дней тому назад его повелительница приказала ему любой ценой вылечить посла русского царя Ивана Грозного, который заболел какой-то загадочной, неизвестной болезнью.

В поисках лекарства Джильберт перерыл много арабских рукописей X века и наткнулся на описание именно такой болезни и метода ее лечения. Ночь. До рассвета еще далеко, Джильберт решил просмотреть еще кое-какие арабские манускрипты, и в одном из них ему попалось описание таинственных свойств магнитной руды.

С тех пор, оставаясь прекрасным врачом, все свое свободное время Джильберт посвящает изучению этих удивительных явлений. А поскольку Англия — морская держава, королева соглашается дать Джильберту небольшую сумму для изучения магнетизма, благодаря которому компас всегда показывает нужное направление кораблям в открытом море. Ведь Елизавета собиралась совершить много походов для покорения заморских земель, добычи золота, драгоценных камней и дорогих приправ.

Итак, Уильям Джильберт приступает к кропотливым исследованиям и открывает много интересных явлений. Он первым приходит к выводу, что главная сила магнита сосредоточена на его концах — полюсах: на одном из них находится южный магнетизм, а на другом — северный. А что происходит в середине этого прутка? Может быть, здесь встречаются оба этих магнетизма и взаимно уничтожаются? Он разламывает пополам намагниченный пруток и видит, что каждая половина ведет себя как самостоятельный магнит. Таким образом, в том месте, где раньше не было никакой силы, теперь появились два противоположных полюса.

Джильберт разламывает снова каждую половину прутка на две части, потом на четыре и так далее. Он видит, что даже у самого

Эти маленькие, вездесущие, хаотически рассыпанные „букашки” внезапно, как по мановению волшебной палочки, выстраиваются в стройные, ровные ряды. Что же это за „волшебная палочка”?

маленького из этих кусочков на концах имеются два разных полюса, причем одинаковые полюса взаимно отталкиваются, а противоположные — притягиваются.

Однажды магнит, который он держал в руке, выскользнул и упал на каменный пол. И тогда Джильберт с удивлением обнаружил, что после удара он потерял всю свою магнитную силу. „А может быть, — подумал он, — мой пруток состоит из многих маленьких магнитиков, которые под влиянием удара хаотически рассыпались внутри магнита, и поэтому он потерял всю свою силу?”

Джильберт выдвигает также предположение, что вей наша Земля представляет собой большой магнит, с двумя полюсами. Эта мысль пришла ему в голову, когда он заметил, что железные прутки, которые долго лежали на складе, каким-то удивительным образом сами обретали магнитные свойства. А ведь на них не действовал никакой магнит! Значит это Земля, Земля, которая сама является магнитом с двумя разноименными полюсами, намагнитила железные прутки!

Еще много исследований провел придворный врач королевы Елизаветы, изучая магнитные и электрические силы, которые, по его мнению, отличались друг от друга. Ведь потертый янтарь притягивает не только соломинки или кусочки шерсти, но и листья,  {18}  камни и даже металлы, тогда как магнит способен воздействовать только на железо. Значит, сила притяжения магнита постоянна, а электрическая — появляется только при трении. Магнит притягивает лишь некоторые металлы, а электрическая сила — почти все тела. На магнит не действует вода, а электрическую силу, которая зависит даже от погоды, можно уничтожить, обрызгав наэлектризованное тело водой. Зато магнит теряет свои чудесные свойства от сильного встряхивания.

В 1600 году в Лондоне был издан труд Уильяма Джильберта „О магните, магнитных телах и огромном магните — Земле”, в котором ученый представил свои открытия, основанные только на многочисленных опытах. И хотя позднее оказалось, что не все выводы придворного врача королевы Елизаветы были правильны, его труд стал краеугольным камнем в исследованиях удивительных магнитных и электрических явлений.

Кстати, само название „электричество”, которое своим появлением обязано электрону — таинственному желтому камню, называемому у нас янтарем, впервые было употреблено именно Уильямом Джильбертом.

Уильям Джильберт, придворный врач королевы Елизаветы I, на этот раз ведет речь не о новых лекарствах...

ГЛАВА ПЯТАЯ

О молниях в бутылке
и жертвах голубых искр

Господин Дюфе решает серьезные проблемы: было одно, а теперь их два? Как же так?..

Со времени опытов Джильберта прошло еще более ста лет, а по сути дела ничего не изменилось вплоть до конца XVII века. Электричество и магнетизм все еще считались таинственными явлениями, хотя уже кое-что было о них известно.

Однажды английский исследователь Уолл получил в подарок большой кусок янтаря. Потирая его, он внезапно увидел, что из янтаря выскочила длинная голубая искра, которая очень больно уколола его в палец.

— Чёрт возьми! — воскликнул испуганный англичанин: — Что это такое? Разрази меня гром и молния, если я понимаю, что произошло! Минутку... Что я сказал „молния”?... А может... может, это действительно была маленькая молния?

Это было очень важное наблюдение, потому что впервые указывало на связь между могучей молнией и невинными на вид голубыми искорками, выскакивающими из янтаря. Так, это одно и то же! Электричество в молнии и электричество в камне!

Опыт Уолла был описан в 1708 году, но в то время исследователи не обратили на него внимания, хотя все больше ученых интересовалось таинственными магнитными и электрическими явлениями. Например, английский физик Стефен Грей случайно обнаружил, что электричество моментально распространяется в проводниках, причем даже на весьма далекие расстояния (тут он, к  {20}  сожалению, ошибся, но об этом мы еще поговорим), а наилучшими проводниками являются металлы. Именно металлические провода оказали позднее большую помощь разным исследователям во время их экспериментов с электричеством.

А тем временем в соседней Франции Шарль Франсуа Дюфе, ботаник по образованию, неожиданно сделал открытие, что существуют два вида электричества, а не один. На эту мысль его навело очень странное явление, которого Дюфе никоим образом не мог объяснить. Дело в том, что некоторые предметы, например, золотая пластинка, отталкивались от наэлектризованной, то есть натертой, стеклянной палочки и одновременно притягивались натертым янтарем. Следовательно, существовали два разных вида электричества! Один из них — возникающий во время натирания стекла или хрусталя — Дюфе назвал „стеклянным”, а второй, появляющийся во время натирания янтаря или смолы — „смоляным”.

Это открытие было тщательно проверено другими учеными и подтверждено ими. И все-таки, несмотря на неоспоримые факты, оно оказалось... ошибочным, о чем будет рассказано ниже.

А пока что, заметим, что в первой половине XVIII века электричество стало очень „модным”. Накапливалось все больше исследований, все больше наблюдений, иногда правильных, иногда ошибочных. Самая большая трудность заключалась, однако, в получении электричества. Натирание янтаря или стеклянной палочки было не только занятием кропотливым и трудоемким, но и давало лишь небольшие электрические заряды.

Но нет конца человеческой изобретательности! Вместо натирания янтарной палочки вручную было создано специальное колесо с шелковыми и кожаными подушечками, а сам янтарь был заменен стеклянными шарами и цилиндрами. Такая машина, называемая электростатической, давала значительно более сильные заряды. Впоследствии Эвальд фон Клейст и Питер Мушенбрук — независимо друг от друга — нашли способ хранения зарядов, маленьких „домашних” электрических молний. Такое устройство было названо лейденской банкой (от названия голландского города Лейден, где она впервые была применена). Это был большой успех, ибо теперь, при помощи колеса и бутылки, можно было накапливать весьма значительные заряды.

После этого так и посыпались разнообразные опыты, большинство которых не представляло никакой научной ценности. Самым забавным был „эксперимент”,  {21}  который француз Жан Нолле продемонстрировал в присутствии короля Людовика XV Накопленный в лейденской банке сильный электрический заряд он „переслал” через тела почти двухсот придворных, держащих друг друга за руки. Сколько же было визга и криков, когда длинная цепь дам и кавалеров одновременно подскочила вверх!

Тот же Нолле показал, однако, что электричество — эго и очень опасное оружие. Когда придворные уже успокоились после перенесенного потрясения, а король перестал смеяться, Нолле пропустил электрическую искру через тело воробья, а затем через тело маленькой мышки. Оба маленьких существа были смертельно поражены током!

Зато благодаря другим, более серьезным экспериментам было открыто много важных свойств электричества. Не всегда, однако, из этих исследований делались правильные выводы Например, было „обнаружено”, что электрический ток моментально распространяется в каждом проводнике (помните Стефена Грея?). Казалось бы, это свидетельствовало о том, что его скорость бесконечно велика. Однако это была серьезная ошибка. Кстати, она позднее причинила много хлопот одному исследователю,

Бенджамин Франклин и его знаменитый воздушный змей, на основе которого позже (через много, много лет!) был создан громоотвод

С „голубой искрой” шутки плохи! Профессор Рихман, один из ближайших сподвижников великого русского ученого Михаила Ломоносова, погиб от молнии

которому электричество по сей день обязано очень многим. Но ведь это был всего лишь XVIII век, и приборы, которыми тогда пользовались, были далеки от совершенства, поэтому нет ничего удивительного в том, что это заблуждение еще очень долго бытовало в науке

Кроме того, все еще „существовали” открытые Дюфе два вида электричества, которые так сильно отличались друг от друга. Это была серьезная загвоздка, но окончательно эту проблему полностью выяснил выдающийся американский ученый Бенджамин Франклин Его опыт был необычайно прост, и прямо-таки удивительно, что эта мысль никому не пришла в голову раньше Два человека, изолированных от пола восковыми плитками, становились друг против друга. Потом один из них натирал стеклянную трубку, получая таким образом электричество, а затем передавал полученный заряд другому. И вдруг оказывалось, что оба человека обладают разными электрическими зарядами, хотя производился только один вид электричества, который, кстати, исчезал без следа, когда люди, принимающие участие в опыте, прикасались друг к другу руками.

Так что же происходило с этим электричеством?

И Бенджамин Франклин находит правильный ответ. В то время еще не существовало понятие „электрический заряд”, поэтому он воспользовался другим определением флюид.

Согласно его рассуждениям, два вида электричества появляются в результате воздействия только одного электрического флюида, но зато тело, заряженное „стеклянным” электричеством, содержит слишком много такого флюида (то есть как бы положительного заряда), а тело, заряженное „смоляным” электричеством, испытывает недостаток этого флюида (то есть заряжено отрицательно).

Однако самой важной заслугой Франклина было открытие, что молния — это ничто иное, как огромная, мощная электрическая искра Он провел целый ряд остроумных опытов с воздушными змеями, запускаемыми во время грозы, к которым была прикреплена проволока с острым наконечником. Во время атмосферных разрядов электрические заряды сплывали по мокрому шнуру, к которому был привязан воздушный змей. И именно тогда оказалось, что они ничем не отличаются от „обычного” электричества, вырабатываемого электрической машиной.

Запомните это открытие, потому что мы еще к нему вернемся.

Опыты Франклина имели огромное практическое значение,  {23}  ибо благодаря им был изобретен громоотвод. Однако нас будет интересовать совершенно другое изобретение, поэтому в заключение этой главы добавим только, что такие игры с воздушными змеями были очень опасными. Сам Франклин от них не пострадал, но несколько других исследователей, повторявших его опыты, поплатилось за это жизнью. Не только воробьи и мыши были жертвами „голубых искр”...

ГЛАВА ШЕСТАЯ

О том, как лягушки показывали
правильный путь

Неужели лягушка ожила? Ведь это же невозможно...

В XVIII веке все опыты проводились только с небольшими „порциями” электричества, вырабатываемого электрическими машинами. Как вы, наверно, помните, эти оригинальные по тем временам приборы действовали по принципу трения, то есть совсем иначе, чем нынешние. А имея в распоряжении лишь небольшие порции электричества, трудно было обнаружить многие, очень важные явления, сопровождающие прохождение электрического тока. Поэтому электричество все еще таило в себе множество загадок.

И неизвестно, какой была бы судьба многих, очень важных открытий и изобретений, если бы не... лягушки. Да, да, обыкновенные лягушки.

Все началось с удивительного случая, который произошел в один сентябрьский вечер 1786 года в лаборатории известного итальянского врача, профессора медицины Болонского университета Луиджи Гальвани. Давно окончились занятия со студентами, в лаборатории остался только профессор, препарирующий лягушек, и один из его ассистентов, который возился с электростатической машиной, стоящей на противоположном конце стола. Гальвани легко отделил от туловища лягушки лапки и стянул с них кожу, обнажив при этом нервы, соединенные еще с частью позвоночника. За операцией наблюдала жена профессора, которая вдруг испуганно крикнула:

— О, боже! Ведь эта лягушка еще жива!  {25} 

— Нет, дорогая, это невозможно, — ответил, улыбаясь, Гальвани. — Она уже давно мертвая.

— А я собственными глазами видела, как она дернулась, когда я случайно дотронулась до нее твоим скальпелем.

— Да, это правда, — вмешался ассистент, — я заметил то же самое. И — что самое удивительное — эта лягушка вздрогнула тогда, когда из моей электрической машины выскочила искра.

— Это интересно, — сказал задумчиво Гальвани. — Проверим еще раз...

Гальвани не особенно разбирался в электричестве, но зато он был настоящим ученым. Он многократно повторял этот опыт и всегда с одинаковым результатом. Ему уже было известно, что через человеческое тело и через металлы можно пропускать электрический ток, который вырабатывает электростатическая машина, однако ток не в состоянии проходить через многие материалы, ну хотя бы через фарфор.

Гальвани изучил много возможностей. И вот оказалось, что ножка мертвой лягушки дергается только тогда, когда выполнены два условия. Во-первых — вблизи должны были находиться вырабатываемые электрические искры, а во-вторых — во время прикосновения к нерву лягушки скальпель следовало держать соответствующим образом. Тогда он создавал своего рода антенну, улавливающую электрические колебания.

Естественно, Гальвани еще ничего не знал о существовании электромагнитных волн, которые были открыты лишь через сто лет после его смерти. Но поскольку — как уже говорилось — он был настоящим ученым и обладал пытливым умом, он сумел обнаружить это удивительное явление, хотя и не мог его объяснить

Итак, Гальвани упорно продолжал свои опыты с лягушками, и вот однажды произошло нечто, что ошеломило его, что привело его в полное недоумение!

В тот раз он повесил несколько препарированных ножек на медных крючках, которые прикрепил к железной решетке, окружавшей его балкон. Как только ножки прикоснулись к железу, они внезапно сжались, как будто были подключены к электростатической машине. Но ведь никакой машины поблизости не было!

Это было поразительно! Гальвани повторял этот опыт много раз, повторяли также его ассистенты... Результат был всегда одинаков: лапки сжимались, как под действием электрического тока.

— Как вы думаете, — обратился профессор к своим ученикам, когда однажды вечером они собрались в его лаборатории. — Откуда берется это электричество, если мы не пользуемся никакими машинами?

Алессандро Вольта и его первый гальванический элемент

— Да, это действительно странно, — согласился один из его ассистентов. — Я совершенно этого не понимаю.

— Я тоже долго над этим думал. Но поскольку нет никакого зримого источника тока, нам остается лишь предположить, что источником электричества является сама лягушка. Не исключено также, что существует еще один вид электричества — „животное” электричество, благодаря которому каждое животное, а повидимому и человек, может двигаться.

Это было необычайно смелое заключение, и могло бы быть гениальным, если бы, к сожалению, не было ... ошибочным. Ошибка Гальвани заключалась в том, что он увидел явление „наоборот”.

Ведь электрический ток появляется не в лягушечьих лапках, соединенных металлами, а именно в металлах, соединенных лапками лягушек. Кстати, сами лапки тоже не так уж необходимы, о чем мы расскажем ниже.

Как уже было сказано, Гальвани был не физиком, а врачом, но — как подобает настоящему ученому — он опубликовал результаты своих исследований в изданной в 1791 году книжке под названием „Трактат о силах электричества при мышечном движении”.

Это вызвало настоящую бурю.

— Животное электричество?! — кричали одни. — Это невозможно!

— Как это невозможно? Гальвани его открыл! Каждый, кто только пожелает, может проверить это.

Эти споры не внесли бы ничего нового, если бы не соотечественник  {27}  Гальвани, профессор университета в Падуи, Алессандро Вольта. Подобно Гальвани, он, как каждый добросовестный ученый, всяческим псевдонаучным спорам предпочитал эксперимент. И доказал, вне всякого сомнения, что Гальвани ошибся.

— Интересно, смог бы я вызвать судорогу собственного языка? — задумался он однажды. — Ну что ж... Нужно попытаться.

Он положил на конец языка серебряную монету и полосочку оловянной фольги, потом прикоснулся к ним металлической проволочкой. Однако никакой судороги не было, хотя в тот же момент Вольта почувствовал во рту кислый вкус.

— Так вот что, — пробормотал он. — Если соединить нервы и мышцы препарированной лягушки двумя разными металлами, появляется электричество. Но ведь в моем опыте тоже было два металла. Что же их соединило? Мышцы? Нервы? А может быть... может это просто слюна? Это необходимо проверить... А если эти два металла погрузить в воду или какую-нибудь жидкость?...

Что ж, мы не будем утомлять наших читателей подробными описаниями многочисленных опытов, которые еще проводил Вольта. Достаточно сказать, что прав оказался именно он, а не Гальвани: электрический ток появляется в металлах, но обязательно в двух разных, — погруженных в какую-либо жидкость.

Но почему мы так много говорим об этом?

Да потому что об этом стоит поговорить подробнее. На основе своих многочисленных наблюдений и опытов Вольта создал то, что вызвало настоящую революцию во всех проводимых дотоле опытах с электричеством: гальванический элемент, называемый иногда также „Вольтов столб”.

Это и на самом деле был настоящий столбик. На деревянный кружок Вольта положил медную монету, на нее — круглый цинковый диск, а затем — суконную прокладку, пропитанную соленой водой. Потом опять шла монета, цинковый диск и так далее. На двух противоположных концах находились кусочки проволоки, по которым проходил электрический ток. Итак, оказалось, что лапка лягушки вовсе и не нужна.

Впервые Алессандро Вольта продемонстрировал свою батарею 21 ноября 1800 года в зале Французского национального института в Париже. Так пришел конец господству примитивных электростатических машин и началось царствование электрических элементов!

ГЛАВА СЕДЬМАЯ

О том, что показала компасная
стрелка и что из этого вышло

Гальванический элемент вызвал настоящую революцию в изучении электричества. Дело в том, что теперь в распоряжении ученых оказались уже не только небольшие заряды из лейденских банок, которые после каждой разрядки нужно было снова „наполнять” электричеством при помощи примитивных электростатических машин. Элементы давали непрерывный ток, причем тем сильнее, чем больше была сама батарея: ведь вместо десяти серебряных монет и такого же количества цинковых кружков можно взять их и сто и двести... Элементы можно соединять последовательно или параллельно — противоположными или одинаковыми полюсами, увеличивая напряжение или силу тока такой батареи.

Теперь открытия посыпались как из рога изобилия!

Мы не будем здесь рассказывать обо всех, но о некоторых из них следует упомянуть. Через год после создания гальванического элемента Вольта двое англичан

Ярче Солнца? Гемфри Дэви и открытая им электрическая дуга

— Николсон и Карлейль — провели электролиз воды, а следовательно, разложили ее на два основных компонента: водород и кислород. А когда спустя несколько лет электрический ток, полученный из гальванических элементов, был применен для электролиза (то есть разложения) других химических веществ, которые до сих пор невозможно было разделить на основные компоненты, удалось открыть два новых элемента: калий и натрий.

Это совершил великий английский ученый Гемфри Дэви, который воспользовался исключительно мощным Вольтовым столбом с огромной силой тока для электролиза двух химических соединений — калия и каустической соды. А в 1808 году тот же великий ученый обнаруживает еще более поразительное явление электрический свет!

К проводам, соединяющим два полюса мощного источника электрического тока, он прикрепил две небольшие палочки из древесного угля. После приближения друг к другу их концов и затем незначительного раздвижения между ними появлялась искра, которая сразу же превращалась в электрическую дугу. Чтобы увидеть это необыкновенное явление, в здании Королевского общества, где его показывали, собирались толпы зрителей, которые в восторге кричали, что это, несомненно, величайшее открытие в истории человечества.

Однако на этот раз люди ошибались. Когда у известного уже в то время Гемфри Дэви спросили, каково его самое важное открытие, он ответил:

— Самым важным моим открытием был... Майкл Фарадей.

И он был прав. Если бы не Фарадей — ученик и ассистент великого Дэви, вероятно, не было бы многих замечательных изобретений, к которым мы сейчас привыкли с детских лет и без которых не представляем себе жизни. А это величайшее открытие, которое должно было предрешить нашу судьбу, было настолько скромным, настолько неэффектным по сравнению с великолепной электрической дугой Гемфри Дэви и другими его открытиями, что действительно трудно поверить, что именно оно было самым важным Что ж, это еще один вариант старой сказки о том, как гадкий, невзрачный утенок со временем может превратиться в великолепного лебедя.

Но обо всем этом речь пойдет дальше.

Вы помните еще греческого ученого, философа и математика, Фалеса из Милета? Того, кто много веков тому назад исследовал удивительные свойства электрона и магнитной руды?

„— Скажи нам, Фалес, в чем заключается разница между этими  {30}  двумя камнями? Почему желтый камень только на одно мгновение притягивает разные нитки и обрезки, а потом быстро теряет всю свою силу? Почему он не притягивает металлических опилок? Почему черный камень притягивает только маленькие кусочки металла и держит их долго, с необычайной силой, но зато теряет всю свою силу, если поднести его к ниткам и соломинкам?

— Не знаю, друзья мои, — ответил Фалес после минутного раздумья. — Может быть, потому, что у них есть душа? Впрочем, я этого не знаю... пока не знаю...”

С тех пор прошли тысячи лет, и все еще никто этого не знал... Великий Джильберт и его эпохальный труд тоже ничего не прояснили. Электричество и магнетизм... Что их связывало, что объединяло?...

Прежде всего, однако, обращалось внимание на то общее, что было между ними. Янтарная палочка притягивает кусочки шерсти, шелка, бумаги... Магнит притягивает железные опилки.

Итак, притяжение!... Далее: со времен Франклина уже было известно, что у электричества два полюса: положительный и отрицательный. А магнит? Магнит тоже имеет два полюса: северный и южный. Неужели это случайное совпадение, стечение обстоятельств?

И еще одно одноименные магнитные, как и электрические, полюсы отталкиваются, тогда как противоположные притягиваются.

Но были замечены также и различия. Электрический положительный и отрицательный заряды могут существовать независимо друг от друга. А полюсы магнита разделить невозможно. Можно разломать магнит на несколько частей, но у каждой из них опять будут два полюса: северный и южный. Магнит — это нечто вроде сказочного дракона: отрубишь ему одну голову, вместо нее сразу же вырастает другая, точно такая же.

Так тысячелетиями и существовали два этих явления: электричество и магнетизм, очень похожие друг на друга и в то же время совсем разные. И занимались этими явлениями отдельно: одни исследователи интересовались только электричеством, а другие — только магнетизмом. Как знать, по какому пути пошли бы дальнейшие исследования, если бы не счастливый случай.

Ханс Кристиан Эрстед, профессор физики из Копенгагена, уже давно подозревал, что несмотря на некоторые различия, что-то должно объединять два этих явления. Но гипотезам, как известно, грош цена, если они не  {31}  подтверждены опытами. Эрстед знал, что, например, сильные электрические искры, такие как молния, могут намагничивать или размагничивать стальные иголки и даже менять их полюсы, но что из этого следует?

Морозный зимний день 1819 года. На очередной лекции физики Эрстед показывает студентам разные опыты с Вольтовым столбом. Рядом на столе — совершенно случайно — лежит морской компас. Эрстед как раз собирается продемонстрировать своим слушателям тепловое действие электрического тока: раскалить платиновую проволоку. И действительно, проволока краснеет, пышет жаром, красный цвет переходит в ослепительную белизну... Но платина — металл дорогой, и потому Эрстед выключает электрическую цепь, опасаясь, чтобы драгоценная проволока не перегорела... И в этот момент к нему обращается один из студентов:

— Господин профессор, — говорит он, — а почему компасная стрелка отклоняется, когда Вы включаете или выключаете электрическую цепь?

— В чем дело? — спрашивает заинтригованный Эрстед. — Я совершенно не понимаю, о чем вы говорите?

— Я заметил, что стрелка отклонилась, когда вы выключили цепь.

— Не может быть! Вы уверены в этом?

— Абсолютно уверен, господин профессор.

Это случайное наблюдение студента (теперь никто даже не знает его фамилии) требовало проверки. И Эрстед приступил к целой серии опытов, результаты которых позднее были подтверждены в физических лабораториях всего мира. Оказалось, что намагниченная компасная стрелка, расположенная параллельно проводнику, по которому проходит ток, внезапно отклоняется, причем отклоняется тем больше, чем сильнее электрический ток. Стрелка отклоняется всегда в одном и том же направлении, разве что... изменяется направление проходящего тока. Тогда игла тоже отклоняется, но в противоположную сторону.

Это явление было тем поразительнее, что не помогала никакая изоляция. Эрстед много раз помещал между проводником и стрелкой самые различные материалы. Ничто не помогало: стрелка неизменно отклонялась, а ее отклонение зависело только от направления и силы проходящего по проводнику тока.

Это было великое открытие. По-настоящему великое, хотя на первый взгляд могло показаться маловажным. Великое, так как благодаря ему впервые удалось доказать, что электричество и  {32} 

Скромная компасная стрелка указывает правильный путь к великому открытию.

магнетизм все-таки каким-то образом связаны друг с другом. Великое также и потому, что без него не было бы сегодня ни радио, ни телефона, не говоря уже о таких „мелочах”, как телевидение, кибернетика, вычислительные машины и сотни, тысячи самых различных устройств, без которых трудно себе представить XX век. Но обо всем этом мы расскажем позднее.

Вскоре после открытия датского ученого француз Доминик Франсуа Араго обнаружил, что проволока, через которую проходит электрический ток, притягивает железные опилки, а следовательно, ведет себя как магнит! Спустя несколько лет англичанин Уильям Стёрджен изобрел первый электромагнит, который позднее был усовершенствован американцем Джозефом Генри.

Электромагнит представлял собой брусок обычного железа, который сам по себе ничем не напоминал магнит: ничего не притягивал. На этот брусок наматывали много витков изолированной проволоки, и когда через эту проволоку пропускали электрический ток, обыкновенный кусок железа — как по мановению волшебной палочки — моментально превращался в магнит. Но стоило лишь отключить ток, и чудесный магнит сразу же превращался в самое обыкновенное железо.

Электромагнит был очень ценным изобретением, и не только потому, что без него не было бы сегодня многих великолепных технических устройств. Кроме всего (а может быть, прежде всего), электромагнит был первым устройством, в котором электричество удалось превратить в магнетизм.

Итак, исторические опыты Эрстеда стали тем мостом, который соединил два разных явления, два противоположных берега. И сразу же возник новый вопрос. Если по этому мосту можно перейти с левого берега на правый, то, по-видимому, можно это сделать и в противоположном направлении? Иначе говоря: можно ли поступить наоборот, то есть превратить магнетизм в электричество?

Ждать ответа пришлось, однако, целых двенадцать лет.

ГЛАВА ВОСЬМАЯ

О том, что иногда стоит
переплетать книги и мыть бутылки

Гемфри Дэви, президент Королевского института — самого главного в Англии научного учреждения, — рассмеялся.

— Посмотри, — обратился Дэви к одному из своих друзей, — это самое смешное письмо, какое мне когда-либо довелось получить. Какой-то молодой человек просит принять его на работу.

— Кто же это такой?

— Какой-то переплетчик-подмастерье, который хочет стать ученым, — ответил Дэви. Конечно, такая тяга к науке весьма похвальна, но я, однако, опасаюсь, что его прельщает почет, которым окружают ученых, и он ничего не знает о трудностях поисков, опытов и экспериментов...

— Да, это не исключено, — согласился приятель. — Но знаешь что... Я придумал, как проверить, насколько серьезно его увлечение наукой. Предложи ему для начала мыть бутылки в лаборатории. Если ему импонирует только работа среди ученых, он, наверняка, откажется. Если же он действительно интересуется наукой, то примет твое предложение.

Так начал свою научную карьеру один из величайших ученых, которого поныне называют королем физиков. Именно о нем Дэви сказал:

— Самым важным моим открытием был Фарадей.

И так было на самом деле. Майкл Фарадей был третьим ребенком бедного лондонского кузнеца и даже не смел мечтать о каком-либо образовании. Подростком он начал работать учеником в небольшой переплетной мастерской. Хозяин был очень доволен своим учеником, который прилежно работал. Но хозяин даже не подозревал, что вечерами, после окончания работы, подмастерье брал домой книги, которые переплетал днем, и читал их гораздо внимательнее и усерднее, чем переплетал. А кроме того, учился, учился и учился...

Этот гениальный самоучка начал свою научную карьеру скромным служителем в лаборатории великого Дэви. Но прошло несколько лет, и бывший служитель

Десять лет безуспешной работы и, наконец, первый успех: Майкл Фарадей напал на след электромагнитной индукции

превзошел своего учителя, затмил его славу своими открытиями.

А открытий было столько, что всех не перечесть. Скажем только, что когда за выдающиеся научные достижения в 1824 году Фарадея избрали членом Королевского общества, его крупнейшее, эпохальное открытие было еще впереди.

Фарадей, узнав об известных опытах Эрстеда, решил сам все проверить. Уже в 1821 году он записал в своем дневнике: „Следует проверить, можно ли превратить магнетизм в электричество”. Это стало как бы его научной программой на ближайшие годы.

Фарадей пытается разными способами получить электрический ток при помощи магнита. Подключает к проводу гальванометр — прибор, обнаруживающий электрический ток, — а рядом кладет магнит. Но гальванометр даже не дрогнул, значит, тока в проводе нет. Неужели он ошибается? Нет, не может быть: эти два явления — электричество и магнетизм — несомненно обратимы, Фарадей убежден в этом. И действительно, гениальная интуиция не обманула ученого, хотя успех пришел лишь через десять лет.

И все эти десять лет Фарадей носит в кармане своего сюртука кусочек медной проволоки и намагниченный брусок. В самые неподходящие моменты: в театре,  {35}  на обеде у знакомых, совершенно забывая, где он находится, Фарадей достает свои „игрушки” и снова — в сотый, в тысячный раз — повторяет свои опыты.

Что за удивительная интуиция и какое упорство — в течение десяти лет верить в то, что никак нельзя доказать.

И вдруг — первый успех. Как-то Фарадей намотал на железный стержень две обмотки из проволоки таким образом, что они не соприкасались друг с другом. К одной обмотке он подключил батарею и именно тогда заметил, что гальванометр, подключенный ко второй обмотке, внезапно дрогнул! В течение доли секунды стрелка отклонилась и снова замерла, а Фарадей в тот же миг понял то, над чем он ломал голову столько лет!

Эти линии может увидеть каждый: достаточно насыпать на картонку немного железных опилок и дотронуться до неё снизу магнитом

Фарадей отключает батарейку от первой обмотки, и тотчас же стрелка гальванометра вторично вздрагивает! Но опять все это длится долю секунды. А ведь обе обмотки не были соединены, если не считать стержня, на который они были намотаны.

— Если проволочки не соединены друг с другом, — задумался ученый, — значит ток, который внезапно появляется во второй обмотке, когда я подключаю или отключаю батарейку от первой, переносится именно этим стержнем. Но, разумеется, не непосредственно, поскольку обе проволоки отделены друг от друга, а — только благодаря магнитным силам.

Он повторяет опыт десятки раз, и результат всегда одинаков: при подключении или отключении батарейки от первой обмотки во второй появляется кратковременный ток.

— Интересно, — задает себе Фарадей следующий вопрос, — можно ли возбудить ток при помощи обычного магнита?

Чтобы найти ответ на этот вопрос, Фарадей берет картонную трубку, наматывает на нее несколько витков проволоки, концы которой подключает к гальванометру. А когда внутрь этого картонного цилиндра он вкладывает намагниченный стержень, стрелка гальванометра тотчас же отклоняется. Но только на один миг! А все-таки ток появляется! Но появляется только тогда, когда стержень перемещается внутри трубки. Если же магнит неподвижен, ничего не происходит. Все повторяется, когда Фарадей вынимает магнит. Снова стрелка гальванометра отклоняется, но на этот раз в противоположном направлении.

— Интересно, — думает ученый, — интересно... Электрический ток появляется только во время перемещения магнита по отношению к проволоке, а не вследствие его свойств в неподвижном состоянии.  {36} 

Итак, для возбуждения тока в неподвижном проводе, нужно перемещать магнит. Можно, однако, поступить наоборот: магнит может быть неподвижным, зато должен перемещаться проводник. Тогда в нем тоже возбудится электрический ток или — как его называют специалисты — ток индукции (от латинского слова inductio — наведение).

Естественно, и сам Фарадей, будучи прекрасным экспериментатором, пытливым, наблюдательным и добросовестным, задумывался над тем, как воздействуют друг на друга магниты и проводники, через которые проходит ток. Ведь электрические и магнитные силы — думал он — не могут действовать на расстоянии без наличия какой-либо среды, переносящей эти силы. Что же это может быть?

К сожалению, Фарадей не мог установить, что это за среда и каким образом она передает электрические и магнитные силы, но предполагал, что их носителями являются так называемые линии сил. Магнит притягивает разные опилки, потому что он окружен полем магнитных сил. Это поле, впрочем, не было выдумкой Фарадея: каждый из нас может увидеть его без труда. Достаточно насыпать на картонку немного железных опилок и снизу дотронуться до нее магнитом, и сразу же вы увидите эти четкие линии сил, которые впервые нарисовал Фарадей (если вам это не удастся сразу, то нужно легонько щелкнуть картонку).

Сердце современной тепло электростанции: здесь вырабатывается электрический ток

Подобным образом дело обстоит и с электричеством, Фарадей утверждал, что самая важная роль в электрическом воздействии принадлежит не наэлектризованным телам, а пространству, в котором возникает поле электрических сил. Два тела с противоположными зарядами притягиваются, потому что между ними действуют невидимые линии сил, приближающие их друг к другу. На этих двух рисунках мы показали, как располагаются линии электрического и магнитного полей. Даже на первый взгляд видно, что они очень похожи.

Конечно, Фарадей прекрасно понимал, что он совершил огромное открытие. Но он также знал, что необходимы еще дальнейшие исследования, дальнейшие опыты и эксперименты... А ведь это очень дорогое удовольствие! Королевский институт, в котором работал Фарадей, не располагал такими средствами, поэтому ученый обратился в государственное казначейство с просьбой ассигновать необходимые средства на дальнейшие исследования. Это уважаемое учреждение не любит, однако, сорить деньгами направо и налево, и поэтому сначала присылает в Институт своего чиновника, чтобы он на месте проверил, в чем там, собственно говоря, дело. Чиновник, разумеется, прекрасно разбирается в финансовых вопросах, но зато не имеет ни малейшего понятия об электричестве, да и оборудование лаборатории ученого, кстати сказать, очень скромное, не внушает ему доверия.

Тогда он обращается к Фарадею с явным пренебрежением:

— Вот я и думаю, дорогой господин Фарадей, имеют ли все Ваши опыты какое-либо практическое значение?

— Ну что ж, — отвечает с улыбкой ученый. — Этого я пока что не знаю. Но думаю, что вы еще будете взимать налоги за мое изобретение.

И он не ошибся. 29 августа 1831 года — день, когда Фарадей совершил свое великое открытие, — открывал новый этап, новую эпоху в истории человечества: эпоху электричества.

Вижу удивление на лицах наших читателей: — Как же? Только теперь? Ведь электричество было известно уже давно! Еще задолго до открытия Фарадея были известны электрические батареи, без которых этот ученый не открыл бы электромагнитную индукцию, была известна электрическая дуга и...

Что ж, все это правда. Однако, если бы не электромагнитная индукция, не было бы и речи об эпохе электричества, мы не имели бы даже понятия о таких вещах, как трамвай или электропоезд, пыль из ковров выколачивали  {38}  бы выбивалками, не было бы небоскребов, потому что кто бы захотел подниматься на двадцатый этаж по лестнице? Ведь лифтов тоже бы не было, как и тысяч других вещей. А книги читали бы, наверное, при свете керосиновой, а не электрической лампы. И хотя электрические элементы и батареи отлично работают в карманных фонариках, они совсем не годятся для освещения даже небольшого городка.

А тем временем открытие Фарадея — эта на первый взгляд не заслуживающая особого внимания электромагнитная индукция — необыкновенно облегчила дальнейшие поиски. Мы уже говорили о том, что электрический ток появляется в замкнутом проводнике тогда, когда магнит перемещается по отношению к обмотке (или наоборот). Необходимо лишь вращать эту обмотку в магнитном поле, чтобы получить электрический ток.

Конечно, вращение такой обмотки вручную, скажем, при помощи ручки, не принесло бы большой пользы: мы получили бы очень слабый ток. Но на электростанциях устанавливаются мощные машины, называемые генераторами, которые приводятся в действие паровыми или водяными турбинами. Механическая энергия турбины превращается в электрический ток, который можно пересылать по проводам в самые отдаленные уголки города или страны. Зато в электродвигателе все происходит наоборот: когда к нему подводится электрический ток, он превращается в нем в механическую энергию: трамвай трогается с места, лифт везет нас на самый верхний этаж, пылесос действует исправно... Миллионы, сотни миллионов электродвигателей во всем мире работают благодаря открытию Майкла Фарадея.

Но магнитная индукция сыграла еще одну, очень и очень важную роль. Об этом мы подробнее расскажем в двенадцатой главе.

ГЛАВА ДЕВЯТАЯ

О пузырьках, иголках
и погоне за паровозом

Семафорная система Шаппа пользовалась большим успехом, поэтому она распространилась во всей Европе, так как — по тому времени — это был самый быстрый способ передачи информации на расстояние. Казалось, что эта система, несмотря на некоторые довольно существенные недостатки, о которых уже упоминалось в первой главе, совершенна и ничто ей не угрожает. А тем временем под боком вырастал уже новый опасный конкурент — электрический телеграф.

Старая пословица гласит, что „первый блин комом”, поэтому не удивляйтесь, что первые проекты нового телеграфа были не совсем удачными, а сегодня казались бы нам просто странными и смешными.

Однако если уж быть точным, следует отметить, что первый проект электрического телеграфа появился значительно раньше семафорной системы, — уже в 1753 году. Именно тогда в английской печати была опубликована статья, подписанная инициалами С.М., в которой автор предлагал пересылать электрические заряды при помощи нескольких изолированных проволок, соединяющих два пункта передачи и приема. В одном пункте находилась бы электростатическая машина, вырабатывающая электрические заряды, а в другом — легкие шарики из сердцевины сирени, подвешенные на нитках, отклонялись бы под воздействием этих электрических зарядов.

Что ж, идея была совершенно реальной, если бы не маленькое „но”. Между передаточной и приемной станциями нужно было бы протянуть столько проволок, сколько букв в алфавите — для каждой из них по одной проволоке. Кроме того, для передачи информации на большие расстояния потребовались бы очень сильные электрические заряды, а в те времена их умели вырабатывать только в электростатических машинах. И все-таки этот несколько странный проект дождался — после многих усовершенствований — реализации, хотя  {40}  и двадцать один год спустя. Сделал это женевский физик Жорж Лесаж. Однако дальше экспериментов дело не пошло, потому что на практике такая передача — буква по букве — одного слова длилась около пятнадцати минут, а одного предложения — примерно три часа.

Пузырьки в действии: пузырьковый телеграф С. Земмеринга

Когда в 1800 году Алессандро Вольта создал свой первый гальванический элемент, а вскоре после этого было открыто явление электролиза воды, то есть разложения воды на кислород и водород, это изобретение также постарались сразу же использовать для передачи сообщений на расстояние. Правда, это „сразу же” продолжалось десять лет. Именно тогда врач и естествоиспытатель из Баварии, Самуэль Томас Земмеринг продемонстрировал свой „электрический телеграф”, к сожалению, тоже очень сложный и медленно действующий. Между передаточной и приемной станциями нужно было протянуть 35 проволок, по одной для каждой буквы алфавита; концы проволок помещали в специальные сосуды, наполненные электролитом. Когда на „передаточной станции” через одну из проволок пропускали электрический ток, то в „приемнике”, то есть в соответствующем сосуде, появлялись пузырьки. Этот телеграф был не намного быстрее предыдущего, и притом очень и очень дорогой, поэтому и он не нашел применения. Таких диковинных идей появилось великое множество, но все они вскоре были сданы в архив.

Однако об одной такой идее нам хотелось бы рассказать поподробнее, чтобы показать, как каждое значительное открытие в области электричества моментально пытались использовать для передачи информации на расстояние. Сначала появились электростатические машины и лейденские банки — и сразу же родилась идея С.М., которую позднее осуществил Лесаж. Потом были созданы гальванические элементы и открыт электролиз  {41}  — появился телеграф Земмеринга. Позднее Ханс Кристиан Эрстед обнаружил, что электрический ток вызывает отклонение намагниченной иглы, и тут на сцене появляется очередной изобретатель — русский ученый и одновременно посол в Мюнхене, барон Павел Шиллинг. Именно он впервые использовал в своем телеграфе магнитное действие электрического тока. Его идея была проще предыдущих. В своем приемном аппарате Шиллинг применил шесть (только шесть, какой успех!) магнитных иголок с прикрепленными к ним черно-белыми кружками. Соответствующее положение этих иголок, комбинации белых и черных сторон давали возможность передавать все буквы алфавита и десять цифр.

Конечно, система барона Шиллинга тоже была далека от совершенства, но ее уже можно было применять на практике.

Свой первый телеграф изобретатель построил в Петербурге, в 1832 году, а позднее настолько его усовершенствовал, что были нужны только два провода.

Изобретение Шиллинга очень заинтересовало царя Николая I, поэтому неудивительно, что у нашего барона были все основания быть довольным! Наконец-то его изобретение найдет практическое применение! И действительно, изобретателю было тут же поручено построить телеграфную линию между царским дворцом и... постом жандармерии, а также несколькими помещениями для службы и охраны царствующего монарха. И на этом все кончилось. Царской России не нужны были какие-то чудные изобретения.

Старая пословица гласит, что нет пророка в своем отечестве. Так было и в этом случае. В России телеграф Шиллинга не снискал себе признания. Однако барон-изобретатель продемонстрировал свой телеграф за границей, во время пребывания в Германии. В 1835 году на заседании Общества естествоиспытателей в Бонне, где Шиллинг показывал действие своего аппарата, присутствовал англичанин Уильям Кук, который проявил огромный интерес к этому устройству. Кук знал, что такой телеграф весьма пригодился бы в его стране, где бурно разрасталась сеть железных дорог, а их владельцы очень жаловались на отсутствие удобной связи между отдельными станциями. Кук обратился за помощью к выдающемуся английскому физику Чарлзу Уитстону, вместе с которым он занялся усовершенствованием иголочного телеграфа Шиллинга.

Сначала практическое применение телеграфа стоило обоим изобретателям много трудов. Наконец, в 1839 году им удается  {42}  уговорить одну английскую железнодорожную компанию протянуть телеграфную линию между станциями Паддингтон и Вест-Драйтон, находящимися на расстоянии 21 километра, а затем эта линия была протянута еще до городка Слау. Это было первое действительно практическое использование телеграфа.

Однако англичане славятся своим недоверчивым отношением ко всему новому, поэтому и первая телеграфная линия не пользовалась особым успехом, хотя железнодорожники хвалили ее — правда, тоже без особого энтузиазма. И вдруг, благодаря двум совершенно исключительным случаям, телеграф снискал признание в этой стране.

Первый произошел спустя шесть лет после установки первого телеграфа на линии Паддингтон—Слау. Однажды вблизи железнодорожной станции в Слау было совершено убийство. И хотя полиция почти немедленно прибыла на место преступления, убийце удалось скрыться. Он вбежал на перрон в Слау в тот момент, когда тронулся поезд, идущий в Лондон. Полицейские были бессильны, ибо поезд был самым быстрым средством передвижения! И если бы Тоуэлл — так звали убийцу — доехал безопасно до Лондона, он без особого труда сумел бы скрыться в этом многомиллионном городе.

Но тем временем телеграфист со станции Слау передал на лондонский вокзал Паддингтон телеграмму с точным описанием внешности убийцы. Сообщил даже некоторые подробности: как он одет, в каком купе едет...

Когда поезд остановился на вокзале, к Тоуэллу подошел неприметный человек в помятом плаще и сдвинутой на затылок шляпе.

— Извините, пожалуйста, — сказал он. — Который час?

— Который час? Сейчас...

— Неважно, который час. Важно то, что ваша фамилия Тоуэлл.

— Н-н-нет, — прошептал убийца и стал белее бумаги. — Это... это какая-то ошибка.

Но он так растерялся, что вскоре сам признался в преступлении. Телеграф сослужил хорошую службу!

Спустя несколько лет на одной из железнодорожных линий произошел еще более драматический случай. 1850 год. Телеграфы Кука и Уитстона были уже достаточно популярны, их применяли почти на всех железных дорогах. И вот однажды...

На одной небольшой железнодорожной станции два джентльмена в ожидании поезда беседовали о погоде. На запасном пути дымил, размеренно посапывая, небольшой паровозик с несколькими вагонами. Вдруг из здания станции выскочил на перрон  {43}  человек в железнодорожной форме.

— Поезд!... Товарный поезд! Он лишь в нескольких километрах от нас... Катастрофа, страшная катастрофа!.. Машинист выпал!...

Через несколько минут пассажиры на станции услышали грохот мчавшегося поезда, который вскоре появился из-за поворота. В паровозе, окруженном клубами пара, не было никого!

— Машинист выпал! Поскользнулся и выпал из паровоза. Боже, что же будет! Ведь этот поезд въедет на перрон в Лондоне! А там... люди... взрыв котла...

— Что вы говорите? — воскликнул один из пассажиров, ожидающих поезд. — Откуда вы это знаете?

— Как раз только что... телеграфист с соседней станции передал мне это... сообщение... Единственная надежда...

Несколько дам сразу же потеряло сознание, а мужчины бегали по перрону, размахивая зонтами и увеличивая общую суматоху.

Тем временем машинист стоявшего на запасном пути паровоза и его помощник, с подлинно английской невозмутимостью, отцепили паровоз от вагонов и буквально через несколько минут после того, как промчался взбесившийся товарный поезд, отправились вслед за ним.

Это была настоящая погоня — погоня за поездом!

Когда одинокий паровоз, мчась на всех парах, догнал, наконец, после сумасшедшей погони последний вагон „взбунтовавшегося” поезда, помощник машиниста, перескакивая по крышам вагонов, добрался до пустого паровоза и остановил поезд. Еще сто, сто двадцать метров, и было бы слишком поздно!...

Так телеграф, „изобретенный” Куком и Уитстоном, наконец-то снискал в Англии всеобщее признание. Оба изобретателя создали в 1846 году акционерное

общество „Электрик Телеграф Компани” („Electric Telegraph Company”), спустя несколько лет получили от королевы Виктории дворянские титулы, а позднее предложили царскому правительству в России построить такой телеграф, „забыв” при случае, что он был изобретен подданным этой страны бароном Павлом Шиллингом. И никак не предполагали, что „изобретенный” ими телеграф очень быстро отживет свой век...

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ

О точках и тире, которые
обошли весь мир, и о морских змеях

— Я никогда не встречал более удивительного художника — говорил один из преподавателей Нью-йоркского университета своему коллеге. — Ведь он профессор эстетики и рисунка, а не простой слесарь.

— Ну и что?

— Как это что? Он целыми днями сидит в университетской мастерской. Возится там в рваном фартуке, грязный, с испачканными руками, и целые дни что-то мастерит, как простой рабочий. Так не подобает профессору!...

Да, Сэмюэл Финли Морзе был действительно странным художником, а еще более странным профессором, ибо все свое свободное время он посвящал таким вещам, которые не имели ничего общего ни с эстетикой, ни с рисунком. Возвращаясь несколько лет тому назад из Европы в Америку на пароходе „Салли”, он коротал длительное и скучное путешествие в беседах с одним английским физиком об электричестве. А беседы эти сводились, между прочим, к тому, что электричество очень трудно использовать в телеграфии.

Именно тогда Морзе, раздумывая над этим вопросом, напал на гениальную мысль. Он был так убежден в своей правоте, что, сходя с парохода, обратился на прощание к капитану:

— Когда вы услышите о телеграфе и его замечательных возможностях, помните, что он был изобретен на борту вашего парохода...

Идея действительно была отличной, но к ее осуществлению вел длинный и трудный путь. Морзе находился в очень стесненном материальном положении: он был вдовцом стремя детьми и нередко подрабатывал, давая частные уроки рисунка. Но, поскольку ему платили за эти уроки довольно нерегулярно, случалось и так, что дома буквально нечего было есть. Лишь спустя три года после путешествия на пароходе „Салли” Морзе получил кафедру рисунка в Нью-йоркском университете.

Теперь он уже может приступить к осуществлению своей  {46} 

Вместо пузырьков точки и тире: легко и удобно

идеи, вызывая возмущение среди уважаемых профессоров своим грязным фартуком.

А его идея и в самом деле была очень проста. И, подобно предыдущим, могла быть осуществлена лишь благодаря новому открытию в области электричества: электромагнитной индукции.

Прежде всего для передачи телеграмм по системе, разработанной Морзе, необходим был лишь один провод. Передатчик состоял из прибора, оснащенного своеобразным ключом. Когда нажимали на ключ, он замыкал электрическую цепь, соединенную с приемной станцией, и посылал электрический импульс. В приемнике был электромагнит с карандашом на конце, под которым медленно и равномерно перемещалась бумажная лента. Когда в передатчике нажимали на ключ, электрический импульс вызывал в приемнике посредством электромагнита прижим карандаша к бумажной ленте. Карандаш чертил на ленте тоненькую линию. Если на ключ нажимали в течение короткого момента, на ленте появлялась точка, если немного дольше — тире.

Теперь необходимо было придумать специальный код, состоящий из разных комбинаций точек и тире, обозначающих отдельные буквы и цифры.

Нашему изобретателю помог в этом его помощник и друг, Альфред Вайль. Этот простой код, как и система, разработанная Морзе и Вайлем, применяется во всем мире по сей день. Но прежде чем к этому коду привыкли, изобретатель немало намучился. Правда, уже первые эксперименты показали, что опытный телеграфист может передать 80 букв в течение одной минуты (по тем временам это были головокружительные темпы!), тем не менее никто не спешил с применением этой системы.

В Соединенных Штатах, отчизне изобретателя, не нашлось ни одного человека, который взялся за создание хотя бы короткой пробной линии.

Правительство, не вдаваясь в подробности, отказало Морзе в какой-либо финансовой помощи. Что ж, нет пророка в своем отечестве...

Но и по другой стороне океана — в Европе, — куда отправляется Морзе, надеясь, что там ему улыбнется счастье, он тоже ничего не добился. В Англии функционирует иголочный телеграф Кука и Уитстона, а англичане, как известно, встречают в штыки разные новинки. Во Франции дело обстоит подобным образом. Правда, Морзе удалось продать там несколько своих картин, но ничего больше он не добился. От его телеграфа и здесь отказались.

Морзе возвращается в Америку и вторично обращается в Конгресс

Схема телеграфа Морзе: 1 — лента, 2 — пишущее колесико, 3 — электромагнит, 4 — сосуд с краской, 5 — заземление, 6 — телеграфная линия, 7 — ключ, 8 — батарея.

за денежным пособием. Заседание, на котором должны были рассматривать его просьбу, длилось бесконечно долго. Поздно ночью, расстроенный Морзе возвращается домой; он убежден, что и на этот раз не получит ни копейки на свое „безумное” изобретение. Каково же было его удивление, когда через час он узнал, что почти в полночь его проект первой телеграфной линии был принят единогласно! Видимо, уважаемые конгрессмены так устали, что одобрили бы любое, даже самое дурацкое предложение.

Во всяком случае, Морзе получает необходимые деньги и строит между Вашингтоном и находящимся в 60 километрах Балтимором первую телеграфную линию, торжественное открытие которой состоялось 24 мая 1844 года.

И сразу же оказалось, что система Морзе значительно превосходит все существовавшие дотоле телеграфы, поэтому спустя несколько лет она завоевала буквально весь мир. И не менее успешно применяется по сей день, хотя с того времени была так усовершенствована, что, вероятно, сам изобретатель был бы очень удивлен.

О маленькой Мэри и белом барашке

Об усовершенствовании телеграфа можно было бы написать отдельную книжку. Однако описание всех этих нововведений заняло бы слишком много времени, поэтому мы ограничимся лишь одним из них.

Томас Альва Эдисон — один из величайших в мире изобретателей  {48}  — в начале своей карьеры был лишь очень опытным телеграфистом. О том, с какой скоростью он передавал телеграммы, рассказывали легенды. Поэтому нет ничего удивительного, что, когда Эдисон открыл, наконец, свою прославленную фабрику изобретений в Менло Парке, он занялся прежде всего усовершенствованием телеграфа. Кстати, он запатентовал многие изобретения, которые принесли ему не только славу, но и много денег.

Сначала передача телеграмм страдала одним недостатком: телеграфисты на всех станциях должны были непрерывно бодрствовать, так как в любой момент мог раздаться звонок и нужно было бы принять передаваемую телеграмму. Иногда звонок молчал всю ночь, но этого никто не мог предвидеть.

Тогда Эдисон сконструировал аппарат-приставку для регистрации телеграфных сигналов. Небольшая игла, приводимая в колебательное движение посредством электромагнита, автоматически выдавливала на восковом валике точки и тире алфавита Морзе. Когда затем воспроизводили весь процесс наоборот, то валик толкал иглу, которая точно повторяла зарегистрированные на валике знаки — их можно было передавать на следующую станцию, причем со значительно большей скоростью (потому что валик можно было вращать быстрее, чем при записи).

Однажды Эдисон сказал что-то громко одному из своих ассистентов, держа руку вблизи острия иглы, и тотчас же почувствовал легкий, но ясно ощутимый укол. Оказалось, что игла, прикрепленная к мембране, была приведена в движение его голосом.

Эдисон сразу же понял, в чем тут дело. Если игла под влиянием его голоса начала колебаться, она могла бы с таким же успехом „уколоть” соответствующим образом валик, оставляя на нем длинные или короткие, глубокие или неглубокие следы. А что произойдет, если затем провести по этим следам другой иглой, прикрепленной к мембране? Углубления в воске, а еще лучше — в станиоле — вызвали бы у нее посредством этой иглы такие же колебания...

В течение нескольких дней все было готово. Эдисон установил на столе в своей лаборатории удивительный прибор с огромным рупором и небольшой ручкой. Все его сотрудники прибежали, чтобы посмотреть новое изобретение. Изобретатель подошел к аппарату и, медленно крутя ручку, произнес в рупор отрывок популярного английского стихотворения для детей:

Томас Альва Эдисон и его фонограф, далекий предок сегодняшних проигрывателей

Потом он умолк, отодвинул иглу вместе с мембраной и рупором, а затем вторично покрутил ручку. И тогда этот удивительный аппарат повторил точно, только значительно тише, то же стихотворение.

Так появился первый аппарат, в котором удалось „накопить” звук — фонограф, далекий, очень далекий предок современного проигрывателя. Позднее валик был заменен пластинкой, а металлическая игла — алмазной, ручка — электродвигателем, и еще многое было изменено...

Итак, известный нам проигрыватель — это ничто иное, как одно из многотысячных усовершенствований... телеграфа.

Однако возвратимся еще раз к Морзе и его гениальному изобретению. Во второй половине XIX века, когда оно появилось, это было настоящее благодеяние человечества. Мир переживал период великой промышленной революции, которая была бы немыслима без быстрой передачи сообщений с одного конца земного шара на другой. Ведь электрический импульс проходит по проводам с невероятной скоростью (мы еще расскажем об этом): в течение лишь одной секунды он может обежать Землю не меньше четырех раз.

Таким образом, благодаря телеграфу можно было почти моментально передавать телеграммы из Европы в Америку, из Америки в Азию, из Азии в...

Стоп, стоп... Кажется, мы немножко переборщили. Представьте себе, что нам захотелось бы в то время послать телеграмму, ну, скажем, из Варшавы в Нью-Йорк. В течение всего лишь нескольких минут (не забывайте, что во время своего путешествия телеграмма должна несколько раз „пересаживаться” с одной линии на другую!) она попадет, например, в Париж, а отсюда через минуту окажется уже в одном из французских портов на побережье Атлантического океана и... здесь заканчивается ее молниеносное путешествие. Потому что отсюда телеграмма должна совершить, по крайней мере,  {50}  десятидневное путешествие через океан на борту случайного корабля. И именно здесь все несравненные достоинства телеграфа сводились к нулю.

Если телеграмма передавалась в пределах только одного континента — например, Америки или Европы — все было в порядке. Но телеграфная связь даже между Францией и ее соседкой Англией, находящейся по ту сторону канала Ла-Манш, была делом трудным.

— Трудным? — воскликнул кто-то. — Ведь это сущий пустяк! Нужно просто проложить подводный кабель.

Всем эта идея показалась превосходной, и уже в 1850 году проложили такую линию между английским городком Дувр и французским Кале. Это была самая обыкновенная медная проволока (медь — очень хороший проводник электрического тока) в резиновой изоляции. Так была налажена связь между двумя странами, которая действовала... ровным счетом один день.

Вечером некий рыбак нашел в своей сети удивительного „морского змея”. Но поскольку страшный змей не подавал никаких признаков жизни, рыбак решил перерезать его пополам. И вот под черной кожей он увидел блеск желтого металла. Золото! Наверняка золото!

Он тотчас же загрузил в лодку столько „морского змея”, что она чуть не утонула под его тяжестью, и обрадованный возвратился в порт. Рыбак был очень разочарован, убедившись после тщательного осмотра, что это не

На борту корабля „Ниагара”. Очередная попытка проложить телеграфный кабель между Европой и Америкой

золото, а самая обыкновенная медь, а тот, кто кричал, что проложить подводный кабель — сущий пустяк, должен был, к стыду своему признаться, что ошибся.

В конце концов такой кабель, предохраненный металлической сеткой от случайного повреждения рыбаками, был проложен в следующем году. Позднее была соединена Корсика с Сардинией, а Сардиния с итальянским побережьем. В течение последующих лет было проложено еще несколько подводных кабелей, но все они были довольно короткими. Здесь следует еще упомянуть о том, что первый подводный кабель был проложен Сэмюэлом Морзе между Нью-Йорком и находящимся в двадцати километрах от него местечком Форт-Ли.

Но все это были мелочи.

Если вы посмотрите на карту, то увидите, что кратчайший путь из Европы в Америку, ведущий через Атлантический океан, составляет 3500 километров. Это линия, соединяющая Ирландию в Европе с островом Ньюфаундленд в Америке. Это уже не какой-то „ручей”, отделяющий Англию от Франции или Сардинию от Корсики. Прокладка подводного кабеля через этот бурный и глубокий океан казалась совершеннейшей фантазией. Однако нашелся человек, который осмелился это сделать.

Этим человеком был Сайрус В. Филд. Он не был ни ученым, ни

Кратчайший путь из Европы в Америку: 3 500 километров

изобретателем, а богатым американским промышленником и финансистом. Мы упоминаем здесь о нем потому, что если бы не его энергия, упорство, превосходные организаторские способности и умение завоевывать симпатию людей, прокладка трансатлантического кабеля еще долгое время оставалась бы несбыточной мечтой.

Не будем здесь описывать все невероятные перипетии и удивительные, леденящие кровь приключения, потому что рассказ об этой великой океанской эпопее заслуживает отдельной книги. Достаточно упомянуть о том, что, когда громадная флотилия кораблей с океанским кабелем отправилась 6 августа 1857 года из ирландского порта Валеншия, где должна была находиться конечная станция телеграфа на Британских островах, кабель сорвался после... первых десяти километров пути. А до „финиша”, то есть до острова Ньюфаундленд, оставалось еще... 3490 километров!

Кабель лопался еще много раз, бури и штормы Атлантики захватывали корабли врасплох в самый неожиданный момент. Много раз казалось, что прокладка этой телеграфной линии просто нереальна.

Тогда Морзе предложил другой выход из положения. По его проекту можно было соединить Нью-Йорк и Лондон воздушной линией, проходящей через Аляску и Сибирь. В этом случае необходимо было преодолеть лишь Берингов пролив длиной в восемьдесят километров. Но тогда длина линии составила бы 25000 километров, то есть она была бы в семь раз длиннее атлантической. Однако американские промышленники проявили крайнее нетерпение: для них очень важна быстрая связь с Европой, потому что от этого зависят и поставки американских товаров, и заказы европейских фирм, словом деньги, деньги и еще раз деньги.

И именно деньги стали причиной того, что американское правительство согласилось на постройку этой невероятно длинной линии. Строительство началось на протяжении всего столь огромного пути. Появилось много новых заводов производящих телеграфные провода, столбы, изоляторы. В разных странах в эту работу были вовлечены тысячи рабочих.

И вдруг — гром среди ясного неба! Когда уже было выполнено много важных работ, оказалось, что большой пароход „Грейт Истерн” — последняя надежда Сайруса В. Филда — после многих неудач добрался, наконец, до Ньюфаундленда и проложил телеграфный кабель на дне Атлантического океана.

Итак, победил Сайрус Филд,  {52}  его настойчивость и непоколебимая воля. В 1866 году, после девятилетней борьбы с разбушевавшейся стихией Атлантики, были наконец-то соединены телеграфной линией два континента — Европа и Америка.

А в конце XIX века, когда в Нью-Йорке проходила большая электротехническая выставка, был проведен удивительный эксперимент. Из здания выставки послали короткую телеграмму, которая должна была обойти весь земной шар и возвратиться в Нью-Йорк!

В одной из лож находились президенты нескольких крупнейших телеграфных компаний, а напротив — Томас Альва Эдисон, о котором вы уже кое-что узнали из рассказа об изобретении фонографа. В обеих ложах были установлены телеграфные аппараты, соединенные с противоположными концами этой удивительной линии, которая опоясала весь земной шар.

Подготовка длилась довольно долго. Техники сосредоточенно суетились у обоих аппаратов, заботливо установленных в пышно украшенных ложах. Они взволнованно десятки и сотни раз проверяли все детали, мельчайшие винтики и контакты. И не удивительно — ведь от их исправности зависел эффект этого необычайного эксперимента.

Это понимали также все собравшиеся зрители. Мужчины безропотно вытирали пот, обильно стекающий на высокие, туго накрахмаленные воротнички, дамы поправляли платья и непослушные локоны, выбившиеся из-под широких шляп, украшенных цветами.

И наконец...

Раздался пушечный выстрел, и телеграмма отправилась в свое путешествие вокруг света. Из Нью-Йорка через Монреаль она попала в Лондон. Далее ее путь вел через Лиссабон, Гибралтарский пролив, Мальту, Александрию, Суэцкий канал, Бомбей, Шанхай, Нагасаки, в Токио. Отсюда телеграмму передали в Лос-Анжелес, а потом через Сан-Франсиско, Ванкувер, Виннипег — то есть через американский континент — обратно в Нью-Йорк, в ложу Эдисона.

Телеграмму отправили в 8.40, а вернулась она в 9.42.

Итак, для того, чтобы телеграмма обошла земной шар, понадобился лишь один час и две минуты.

ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ

О патенте № 174/485
и о разных его приключениях

Александер Грейам Белл, по примеру своего деда и отца, был учителем в школе для глухонемых. Постоянно пребывая среди людей, лишенных слуха и речи, он интересовался всем, что связано с передачей звука и восприятием его человеком. Белл совершенно не разбирался в электричестве, не имел ни малейшего понятия о последних открытиях в этой области, и поэтому лишь благодаря случаю, а вернее нескольким случаям, он прославился как изобретатель аппарата, без которого сегодня мы не представляем себе жизни: телефона.

Впрочем, Белл и не собирался его изобретать, он лишь стремился создать слуховой аппарат, которым могли бы пользоваться его глухонемые ученики.

Как-то Белл познакомился с уже престарелым Чарлзом Уитстоном, об игольчатом телеграфе которого мы рассказали в девятой главе. Во время одной из встреч Уитстон сказал:

— Обратите внимание на одну интересную деталь. Недавно было обнаружено, что самый обычный камертон — прибор для настройки музыкальных инструментов — под действием электромагнита издает такой же тон, как во время удара деревянным молоточком. Вам это ни о чем не говорит?

— Да, это действительно любопытно, — пробормотал Белл, не совсем понимая, что имеет в виду его собеседник.

— Мне пришла в голову мысль, что используя это явление, можно построить звуковой телеграф, музыкальный телеграф... Используя разные комбинации таких камертонов, можно, по-видимому, воспроизвести отдельные звуки.

— Действительно, — воскликнул Белл. — Хотя... мне кажется, господин Уитстон, что такой прибор был бы очень сложен.

— Быть может, Вы правы, — улыбнулся Уитстон. — А не хотели бы Вы заняться этой проблемой? Ведь Вас интересует все, что имеет какую-либо связь с передачей звуков. Мне кажется, что эта проблема именно для  {55}  Вас. Если бы я был помоложе... — вздохнул Уитстон и внимательно посмотрел на Белла

Проблема действительно заинтересовала нашего учителя. Однако сначала он решил проверить, каким же образом человеческое ухо воспринимает звуки. Он попросил знакомого врача разрешить ему присутствовать при операциях. Но врачу пришла в голову более удачная идея:

— Зачем тебе это? Осмотри как следует ухо какого-нибудь трупа в прозекторской. Я охотно помогу тебе в этом.

Белл, которого очень заинтересовало предложение Уитстона, узнал, что орган, обычно называемый ухом, представляет собой лишь раковину, облегчающую концентрацию звуков, причем некоторые животные умеют даже поворачивать ее в разных направлениях. Звуковые волны, расходящиеся в воздухе, попадают через эту раковину внутрь уха и там вызывают колебание тоненькой, тоньше волоса, перепонки. Эти колебания переносятся посредством сложной системы маленьких косточек во внутреннюю часть уха, и лишь отсюда нервы переносят звуковые ощущения в мозг.

Именно тогда у Белла рождается превосходная идея.

— Если электромагнит может вызвать колебания массивного камертона, то ведь насколько легче будет сделать то же самое с тонкой металлической мембраной, напоминающей ушную перепонку.

Однако, как мы говорили, Белл был довольно плохим электриком и поэтому, прежде чем взяться за дело, он со всей энергией принимается за учебу. Читает десятки книг, советуется с выдающимися специалистами, внимательно слушает их указания и все время размышляет над тем, как построить электрическую „гортань”, издающую звуки, и электрическое „ухо”, способное их воспринимать.

В конце концов, Белл приходит к выводу, что в этом может помочь только электромагнитная индукция, которую открыл Майкл Фарадей.

Ему уже известно, что пространство вокруг магнита и вокруг проводника, по которому проходит электрический ток, заполнено линиями сил. Каждое изменение тока в проводнике вызывает изменение его магнитного поля, а, в свою очередь, изменение магнитного поля вызывает появление или изменение тока.

Тогда Белл решил построить по такому принципу свой „говорящий телеграф”. Это был небольшой деревянный ящичек, в котором находился магнит с намотанными на нем несколькими витками изолированной проволоки. В крышке ящичка было просверлено  {56}  небольшое отверстие, покрытое тонким кружком из железного листа, который исполнял роль перепонки этого электрического „уха”. Над ним Белл укрепил еще цилиндр из толстого картона (как бы ушную раковину).

Точно так же была сделана электрическая гортань, которую он соединил проводами с „ухом”. В результате и передатчик, и приемник в этом устройстве были совершенно одинаковыми.

Когда все было уже точно собрано и проверено, Белл, полон тревоги и беспокойства, приступает вместе со своим помощником Уотсоном к первому эксперименту.

И... ничего. Ни одна из мембран даже не дрогнула. Как же так — ведь электромагнитная индукция не может подвести, Белл в этом глубоко убежден, и это ему помогло. Он много, очень много раз повторяет все с самого начала, но безрезультатно.

Тогда Белл начинает вспоминать, как построено человеческое ухо: ведь перепонка в нем необыкновенно тонкая, даже тоньше волоса!

— Уотсон, я догадался в чем дело! Мы хотели посредством нашего голоса заставить колебаться такую толстую пластинку. Для этого понадобилась бы пушка!...

ВОЛШЕБНОЕ ЧИСЛО 16

Волны, волны, волны... Везде полно волн: волны на воде, световые волны, радиоволны... И еще звуковые волны.

Звуковые волны переносятся воздухом, в котором они расходятся во все стороны со скоростью примерно 330 метров в секунду. Когда через ушную раковину волны попадают в наше ухо, они вызывают колебания тонкой перепонки. Чем выше звук, тем чаще колеблется эта перепонка, чем ниже, тем меньше колебаний.

Однако наше ухо устроено довольно странно: самый низкий звук, который мы в состоянии услышать, должен иметь, по крайней мере, 16 колебаний в секунду. Если таких колебаний будет меньше, наша перепонка останется неподвижной, и мы услышим... тишину, то есть ничего не услышим. А если больше?

16, 100, 500, 10 000 колебаний в секунду... Слышим все более высокие звуки. 14 000, 15 000 — то же самое... И, наконец, 16 000 колебаний в секунду и... опять тишина... Ничего не слышим. Почему?

Оказывается, это опять наша перепонка, которая внезапно становится неподвижной. Просто она не в состоянии колебаться так быстро: не успеет отклониться в одну сторону, а ей надо уже

в противоположную и снова обратно...

Итак, мы в состоянии слышать только звуки частотой от 16 до 16 000 колебаний в секунду (некоторые люди воспринимают также и более высокие колебания, но это исключения).

Одно колебание в секунду получило в технике название одного герца (в честь великого немецкого ученого Генриха Герца, о котором мы расскажем в одной из следующих глав) и обозначается „Гц”. В дальнейшем мы еще будем пользоваться этим обозначением.

Обратите внимание на интересное совпадение; то же самое волшебное число 16 определяет еще один очень важный порог... зрительного восприятия. Наш глаз реагирует на раздражение примерно в течение 1/16 секунды. Если наблюдаемое нами движение подразделяется на отдельные кадры (как бы „картинки”), промежуток между которыми длится менее 1/16 секунды, мы не в состоянии различить эти кадры, и движение кажется нам плавным. На этом специфическом свойстве глаза основаны и кино и телевидение. При передаче более 16 кадров в секунду мы не заметим „пульсации” перемещающихся на экране изображений, движение будет плавным и непрерывным.

Вы, конечно, видели когда-нибудь старые, очень старые фильмы. И наверно обратили внимание, как в этих фильмах подпрыгивают люди, какие у них угловатые движения... Это объясняется именно тем, что в первых фильмах проецировали лишь 16 кадров в секунду.  {58} 

И опять начались новые эксперименты, дальнейшие усовершенствования, и наконец...

Однажды вечером Белл обратился к Уотсону:

— Возьми приемник, — сказал он ему, — и сойди с ним в свою квартиру на первом этаже. Подключи к приемнику провода, которые я спущу через окно с нашего чердака. Потом сядь около него и внимательно слушай.

Нетерпеливому Беллу казалось, что прошла целая вечность, пока он решился сесть у передатчика и произнести. — Уотсон! Если ты меня слышишь, подойди к окну и помаши шляпой.

Страшно волнуясь, Белл встал со стула и выглянул в окно. Уотсон уже стоял внизу у окна и энергично размахивал шляпой.

Все это произошло 10 марта 1876 года. Это был первый телефонный разговор.

Спустя четыре дня, около полудня Александер Грейам Белл зарегистрировал в патентном бюро в Вашингтоне свое изобретение — „говорящий телеграф” и получил на него патент № 174/485. А через два часа: ровно через два часа! — в другое патентное бюро обратился некий Э. Грей и запатентовал свое изобретение —„гармонический телеграф”. Позднее оказалось, что почти в то же самое время еще двенадцать человек сделали заявки на подобные изобретения.

И тогда поднялась буря. Начались судебные процессы, длившиеся десятки лет. Ведь речь шла не о пустяке — об изобретении, которое должно было принести своему открывателю не только славу, но и деньги. Бурно развивающаяся промышленность требовала новых, лучших средств связи. Ни почта, ни телеграф не могли уже справиться с этой задачей.

Кстати, стоит еще упомянуть, что первый прототип телефона был изобретен не Беллом, не Греем, а немецким учителем Филиппом Рейсом, и к тому же на пятнадцать лет раньше. Однако на это изобретение не обратили внимания, и вскоре оно было забыто.

Несомненно, первый телефон Белла был еще очень далек от совершенства, тем не менее изобретатель решил показать свое изобретение на Выставке Столетия в Филадельфии, которая состоялась летом 1876 года, то есть лишь через несколько месяцев после получения Беллом патента. Эта выставка принесла ему мировую славу и золотую медаль. Телефон моментально снискал множество сторонников. Достаточно упомянуть, что еще в том же году в Америке было установлено несколько сот телефонов.

Процесс о первенстве в изобретении телефона выиграл в

Обложка журнала „Scientific American” с описанием телефона.

конечном счете Белл. Но этот процесс длился двенадцать лет, а тем временем и другие изобретатели не сидели сложа руки. Например, два американских изобретателя — Дэвид Хьюз и Томас Эдисон — почти одновременно и совершенно независимо друг от друга сконструировали очень чувствительный угольный микрофон, настолько чувствительный, что можно было услышать шорох ползающей по нему мухи. Усовершенствований все больше, им нет числа. Один американский изобретатель в области телефонии получил почти тысячу патентов на разные усовершенствования!

Венгерский физик Теодор  {61} 

Этот старинный „шкаф” — один из первых телефонных коммутаторов

Пушкаш предложил строить центральные телефонные станции, которые в больших городах обслуживали бы многих абонентов. В то время у телефонов еще не было дисков с номерами, а только ручки. Когда крутили такую ручку, на станции отзывалась телефонистка

— Алло, слушаю!...

— Соедините меня, пожалуйста, с Ковальским.

— Пожалуйста — отвечала любезно телефонистка и тотчас же соединяла... с Малиновским.

Такие ошибки случаются, к сожалению, и сегодня, хотя уже давно применяются автоматические телефонные станции, причем не только в пределах одного города. По автомату можно немедленно связаться с другими городами в стране и даже за границей. В настоящее время значительно легче дозвониться из Варшавы в Москву или Париж, чем в Пшасныш (да и слышимость лучше).

А говорят, что в Пшасныш лучше всего звонить через Будапешт и Прагу...

ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ

О таинственных волнах,
появляющихся на листке бумаги

Джеймс Клерк Максвелл — человек, объяснивший то, чего не удалось объяснить Фарадею

Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию 29 августа 1831 года, и в том же самом году родился Джеймс Клерк Максвелл — человек, которому удалось объяснить все, на чем споткнулся Фарадей.

Мы уже говорили о том, что этот великий ученый был прекрасным экспериментатором, наблюдательным и добросовестным, обладавшим превосходной интуицией, но очень посредственным математиком. Поэтому, когда Фарадей пытался объяснить принцип распространения электрических и магнитных сил в пространстве, без помощи каких-либо проводников, он оказался в тупике... потому что теоретически явление электромагнитной индукции не должно было существовать.

Кажется, вам не совсем ясно, в чем тут дело?

Дело в том, что электрические и магнитные силы могут распространяться в пространстве только в виде волны, например, такой, как звуковая волна в воздухе или волна на спокойном пруду, когда в него бросают камень. Но в восемнадцатом веке ученые установили „вне всякого сомнения”, что электричество распространяется немедленно. А это значит, что уже первый гребень волны, получаемый в катушке, пройдет бесконечно далекий путь, пока не появится ее второй гребень, то есть вообще не будет никакой волны.

ЭТОТ ВЕЗДЕСУЩИЙ ЭЛЕКТРОН

Электрона еще никто не видел. Радиус этой исключительно маленькой элементарной частицы в 400 000 000 000 раз меньше одного миллиметра, поэтому неудивительно, что мы не в состоянии ее увидеть даже в наиболее совершенный микроскоп.

А масса электрона в 1000000000000000000000000000 раз меньше массы одного грамма. Если число электронов, весящих один грамм, уложить друг за другом, то получилась бы нитка длиной примерно в четыре миллиарда километров, то есть в 26  {63}  раз длиннее, чем расстояние от Земли до Солнца. Поэтому неудивительно, что электрон нельзя взвесить ни на одних весах!

И тем не менее электрон существует!

Впервые его обнаружил Джон Джозеф Томсон, профессор физики Кембриджского университета. Но — как уже говорилось — ни он, ни другие исследователи, и вообще никто в мире никогда не видел электрона и не в состоянии его увидеть. Мы не будем здесь описывать, как электрон был обнаружен, как измерили его радиус, как его„взвесили”, ибо все это заняло бы слишком много места и времени. Но электрон определенно существует, хотя еще менее ста лет тому назад никто не знал о его существовании.

Электрон — это просто наименьшая отрицательно заряженная электрическая частица, которая нам известна.

Открытие электрона позволило выяснить многие, до того неясные проблемы. Что, собственно говоря, представляет собой электрический ток? Почему металлы хорошо проводят ток, а стекло — нет? Такие вопросы задавали исследователи целые столетия, и никто не мог ответить на них. Гальванические элементы давали постоянный ток (проходящий постоянно в одном и том же направлении), генераторы, основанные на явлении электромагнитной индукции, вырабатывали переменный ток, изменяющий свое направление десятки раз в секунду (и в Польше, и в большинстве других стран — 50 раз в секунду), существовали электродвигатели, была изобретена лампа накаливания, телефон, телеграф, наконец, радио... Все это уже многие годы действовало довольно исправно, а на поставленные вопросы все еще никто не дал ответа.

Положение изменилось, когда был открыт электрон и его удивительные свойства. Оказалось, что в атомах металла „живет” множество электронов-непосед, „без постоянного местожительства”, бесцельно слоняющихся туда-сюда. Но стоит подключить кусочек металла к двум полюсам источника тока — например, к гальваническому элементу — и электроны тотчас же найдут свою жизненную „цель”, помчатся в направлении положительного полюса источника тока (ведь сами они заряжены отрицательно, а вы помните, что заряды с противоположными знаками притягиваются). Этот стремительный бег электронов и есть электрический ток.

Естественно, отдельный электрон ничего не смог бы сделать, ведь он так микроскопически мал и слаб! Однако электроны никогда не действуют отдельно. „В единстве  {64}  сила!” — гласит старая пословица. В этом случае, действительно, сила немалая. Если бы не было электронов, не было бы электричества, радио, электроники... Не было бы многих, многих устройств, без которых сегодня мы не представляем себе нашей жизни.

Электроны — это необычайно легкие и подвижные частицы, они в состоянии мчаться с поистине космической скоростью. Они неразрушимы — еще никому не удалось разбить эту удивительную частицу! Электроны находятся везде — еще никто не жаловался на их отсутствие, в одной капле воды их столько, сколько капель в Балтийском море. Электроны превосходно „работают” как в твердых телах, так и в газах, жидкостях, и даже... в вакууме! Масса электронов так мала, что под действием внешних сил им можно придать невероятную скорость, внезапно их затормозить, изменить их бег, заставить выполнять самые разнообразные фигуры „высшего пилотажа”.

Менее ста лет тому назад никто не слышал о существовании электрона (когда-то это было лишь название янтаря). Сегодня трудно найти человека, который не слышал бы о нем.

Итак, с одной стороны, волна должна быть, ибо электромагнитная индукция действительно существует, а с другой стороны, волна вообще не может появиться, то есть не может быть электромагнитной индукции. Но ведь она существует, существует наверняка! Электростанции, вырабатывающие по этому принципу электрический ток, двигатели, преобразующие этот ток в механическую энергию, сотни электрических приборов, основанных на явлении электромагнитной индукции — все это существует и действует как ни в чем не бывало! Где же здесь ошибка? Фарадей не смог обнаружить её, хотя и подозревал, почему попал в тупик.

А выход из него нашел именно вышеупомянутый Джеймс Клерк Максвелл. В то время, когда он интересовался этими удивительными явлениями, электричество и магнетизм были уже хорошо известны, их успешно использовали в самых разнообразных устройствах и приборах.

Максвелл был полной противоположностью Фарадея: он не выносил экспериментов, сидения в лаборатории, повторения опытов... Он был, прежде всего, математиком, и, не вставая из-за своего письменного стола в тихом кабинете, смог объяснить все, над чем бился Фарадей.

Максвелл знал, что изменяя магнитное поле вблизи проводника, в нем можно возбудить ток, а в пространстве вокруг этого проводника появляются поля.  {65}  А что произойдет, если удалить провода, если создать в пространстве магнитное поле, которое будет изменяться? Что тогда?

Максвелл предположил, что во всем пространстве существует удивительная среда, называемая эфиром, в которой распространяются электрические и магнитные колебания. Если, однако, в каком-то месте этой среды изменится магнитное поле, в том же месте должно немедленно возникнуть электрическое поле, а поскольку и оно переменное, следовательно должно вызвать появление нового магнитного поля и так до бесконечности. Следовательно, оба этих поля — электрическое и магнитное — неразрывно связаны друг с другом в одной электромагнитной волне. Таким образом, поля можно отделить от провода и заставить их мчаться в пространстве с головокружительной быстротой, но нельзя их отделить друг от друга.

Его расчеты — называемые в наше время уравнениями Максвелла — были исключительно трудными и сложными, поэтому — как кто-то справедливо заметил — у них был лишь один внимательный читатель. Если бы не этот „единственный” читатель, как знать, какой оборот приняло бы дело? Кстати, о нем мы расскажем немного позднее, а пока что возвратимся к нашему ученому.

Итак, из уравнения Максвелла неоспоримо следовало, что электромагнитные волны распространяются не мгновенно, а с некоторой, точно определенной скоростью, хотя и действительно очень большой. Она составляет 300 000 километров в секунду! Поэтому неудивительно, что ученые в восемнадцатом веке и даже сам Фарадей были не в состоянии открыть это и считали, что волны распространяются мгновенно.

Однако следует отметить, что и на этот раз гениальная интуиция Фарадея не обманула его. Уже в 1832 году он пришел к выводу, что эта скорость не может быть бесконечно велика, а распространяющаяся волна требует определенного времени для преодоления пространства, хотя, несомненно, этот промежуток времени будет очень мал. Но Фарадей никак не мог этого доказать, и видимо именно по этой причине он не решился опубликовать свои предположения. Однако он оставил письмо, которое велел распечатать через сто лет после его смерти. Когда в 1938 году это письмо было прочитано на торжественном заседании Королевского общества, оказалось, что Фарадей не ошибся: уже были известны уравнения Максвелла, эксперименты Герца, Попова, Маркони, существовали радио и телевидение,  {66}  которые не могли бы появиться без электромагнитных волн.

А возвращаясь к этим волнам и уравнениям Максвелла, следует еще обратить внимание на то, что, кстати, великий ученый сразу же заметил. Электромагнитные волны распространяются в пространстве со скоростью 300 000 километров в секунду. Но ведь с такой же скоростью распространяется свет! Неужели это случайное совпадение?

Нет, Максвелл не верил в случайности. Если это скорости одинаковы, то и свет тоже представляет собой электромагнитную волну! И он не ошибся.

Световые лучи представляют собой такие же волны, какие появляются вокруг провода, по которому проходит переменный электрический ток. Сегодня нам это известно благодаря гениальному открытию Максвелла, который сделал его, пользуясь лишь карандашом и листком бумаги. Эти два вида волн отличаются друг от друга только длиной: видимый свет — это очень, очень короткие волны. Во времена Максвелла не удалось найти более длинные волны, существование которых он предвидел. Они были открыты лишь через двенадцать лет после его смерти именно тем „внимательным” читателем, о котором упоминалось выше. Этим читателем был немецкий ученый Генрих Герц.

Его необычайно остроумный, хотя и очень простой эксперимент впервые был проведен в 1886 году. Герцу было тогда всего 29 лет, но он был уже прекрасно образованным физиком.

Чтобы проверить выводы теории Максвелла, он решил возбудить электромагнитные волны в специальном устройстве, так называемом искровом разряднике (сейчас его часто называют диполем или вибратором Герца), а затем принять их „приемником”.

„Передатчик” и „приемник” Герца

Свой „передатчик” для возбуждения волн Герц поставил в одном конце лаборатории. Когда между маленькими шариками этого разрядника проскакивали искры, появлялись электромагнитные волны, распространяющиеся в воздухе. Но как принять эти волны, как проверить, что они  {67}  действительно существуют, что Максвелл был прав? „Приемником” в этом простом устройстве было обычное металлическое кольцо с одним небольшим разрезом, называемое резонатором.

Может быть, вы обратили внимание, что иногда, когда под вашими окнами проезжает какой-нибудь грузовик, стекла начинают дрожать и издают звук? А когда проезжает другой грузовик, стекла молчат. Точно так же ведут себя два одинаковых, стоящих рядом камертона. Если один из них заставить колебаться, другой тоже начнет издавать звук. Это явление называется резонансом. Резонанс появляется всюду, где имеют место колебания, волны. Таким образом, если ваше оконное стекло было „настроено” на то же самое число колебаний, на ту же самую длину звуковой волны, что и двигатель первого грузовика, то оно начнет колебаться.

Генрих Герц: на шаг от изобретения радио

Поскольку Генрих Герц хотел обнаружить электромагнитные волны, он воспользовался именно таким резонатором. Оставалось только „настроить” его таким образом, чтобы он мог принимать волны, возбуждаемые в разряднике.

И вот, после многочисленных расчетов и опытов, произошло то, чего ожидал Герц, что должно было произойти, если только уравнения Максвелла не были ошибочными. Однажды Герц заметил, что когда на одном конце длинного стола в разряднике проскакивали искры, то такие же самые искры, только значительно меньше, появлялись и в резонаторе. А ведь „передатчик” ничем не был соединен с „приемником”. Существование электромагнитных волн было доказано!

Позднее Герц еще обнаружил, что эти удивительные волны ведут себя точно так же, как световые лучи: их можно отражать от специальных зеркал, преломлять  {68}  в призмах. Значит, и в этом отношении Максвелл не ошибался: световые лучи — это лишь частный случай электромагнитных волн.

Так Генрих Герц совершил мировое открытие и был на шаг от... изобретения радио. Может быть, он не сделал этого лишь потому, что хотел только доказать существование волн, предсказанных Максвеллом, и не очень-то верил в возможность их практического использования. Более того, когда один мюнхенский инженер по фамилии Губер еще в 1889 году предлагал Герцу применить открытые им электромагнитные волны для беспроводного телеграфа, Герц отверг этот проект и даже убеждал Губера, что это невозможно.

На этот раз он, однако, ошибался.

ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ

О „грозоотметчике”
и тонущем броненосце

Александр Попов

После открытий Герца его эксперименты были повторены во многих лабораториях всего мира. Электромагнитные волны существовали — теперь никто в этом не сомневался. Но зато между учеными тотчас же разгорелся ожесточенный спор: могут ли они иметь какое-либо практическое значение? Сам Герц, как вы помните, считал, что нет, и многие его коллеги были с ним согласны. Но некоторые ученые придерживались иного мнения. Например, выдающийся английский ученый Крукс сказал однажды:

— Наступила эра беспроводного телеграфа. Сегодня это уже не фантазия ученого-мечтателя, а факт. В любой момент эта мечта может воплотиться в жизнь.

Тем временем ученые повторяли эксперименты Герца, усовершенствовалась аппаратура для обнаружения электромагнитных волн. Большим облегчением было применение так называемого когерера, изобретенного Бранли. Это была стеклянная трубка, частично заполненная металлическими опилками и закрытая с обоих концов металлическими пробками. Если такой когерер включить в электрическую цепь, ток по ней не пойдет, потому что разрозненные опилки являются плохим проводником. Однако достаточно подвергнуть его действию электромагнитных волн, чтобы он тотчас же стал проводником, и в результате в цепи появится электрический ток.

Когерер позволил очень легко обнаруживать электромагнитные волны. Тем не менее, мы, может быть, вообще не упоминали бы о нем, если бы не то, что вскоре когерер был признан великим изобретением.

Одним из многочисленных исследователей, которые заинтересовались волнами, открытыми Герцем, был русский физик, преподаватель Технического училища Морского ведомства в Кронштадте Александр Попов, который вместе со своим помощником Петром Рыбкиным многократно повторял этот интересный опыт. Во время опытов все свое внимание Попов сосредоточил на усовершенствовании приемника  {70}  электромагнитных волн. Его прибор, который первоначально служил для обнаружения молний, действовал очень оригинально. Вы, наверное, помните еще из предыдущих глав, что молния — это ничто иное, как электрический разряд, который, следовательно, можно зарегистрировать посредством электрической цели с когерером. В тот момент, когда заряд доходил до когерера, последний становился проводником, и в цепи появлялся ток. Попов включил в эту цепь небольшое реле (или Релэ — как он его назвал — прим. перев.) со звонком, молоточек которого после каждого разряда ударял в трубку когерера и встряхивал опилки, в результате чего когерер снова становился плохим проводником. Таким образом, тотчас же аппарат снова был готов к регистрации нового атмосферного разряда. Попов обратил также внимание на то, что этот „грозоотметчик” действовал значительно лучше, если к нему подключали длинную проволоку и развешивали ее на деревьях. Это была первая антенна!

„Грозоотметчик” действовал хорошо, звонок исправно звонил, когда на расстоянии нескольких десятков метров проскакивала молния, но Попов был недоволен. Он все время думал о том, как бы заменить этот звонок каким-нибудь более удобным устройством для регистрации электромагнитных волн. И, наконец, его осенила идея: аппарат Морзе! Ведь он тоже выстукивает свои точки и тире под влиянием электромагнитных импульсов, точно таких же, какие регистрирует „грозоотметчик”!

25 апреля 1895 года Александр Попов был приглашен на заседание Русского физико-химического общества, где он должен был сделать доклад о новых приборах, позволяющих регистрировать лучи Герца, как в то время называли электромагнитные волны. Однако за день до этого Попова вызвал к себе комендант Морского училища, в котором он преподавал.

— Мне хотелось бы, чтобы во время доклада вы помнили об одном важном моменте — сказал комендант. — Я не желаю, чтобы вы приводили какие-либо подробности, касающиеся вашего устройства. Понимаете? Это военная тайна!

„Никаких подробностей? Военная тайна? — размышляет Попов. — Ну что ж, тогда я буду описывать все только в общих чертах”.

Когда профессор Петрушевский открыл заседание Общества, Попов прочел короткий доклад. В заключение он сказал:

— Сейчас состоится первая публичная демонстрация моего аппарата в действии. Перед вами

„Грозоотметчик”. 1 — электрическая батарея, 2 — электромагнитное реле (Релэ), 3 — электрический звонок, 4 — когерер

приемник лучей Герца, который соединен с телеграфным аппаратом, чтобы можно было лучше принимать сигналы, которые будет высылать мой помощник, Рыбкин. Он находится вместе с передатчиком в помещении химической лаборатории, расположенной в 250 метрах отсюда. Можно начинать?

В зале воцарилась напряженная тишина. Попов подал Петрушевскому листок бумаги:

— Здесь написана азбука Морзе. Пользуясь этим ключом, вы сможете прочесть знаки, которые появятся на телеграфной ленте.

Через несколько минут раздался характерный стук аппарата Морзе. Тире, тире, точка... Петрушевский заглядывает в листок и пишет на доске большую букву „Г”. Снова точка — на этот раз только одна. Что это такое? Минутка — да, это буква „Е”.

Участники заседания напряженно и с изумлением наблюдали за работой телеграфа. А на доске появлялись новые буквы, составляя два коротких слова:

ГЕНРИХ ГЕРЦ

Это была первая телеграмма, отправленная по телеграфу без проводов!

Так было изобретено радио!

И тут повторилась история с телефоном: в июне того же года итальянский изобретатель Гульельмо Маркони получил в Англии патент на такое же самое изобретение. Радио было изобретено вторично! Но такие случаи очень часты в истории науки и техники... Маркони был не только способным изобретателем, но и ловким предпринимателем. Он сразу же понял, что его изобретение имеет очень важное значение, поэтому, не теряя времени на усовершенствование своей аппаратуры, он быстро запатентовал ее. Несколько удачных экспериментов принесло Маркони огромную славу, и благодаря этому он смог создать крупное акционерное общество с большим капиталом. Теперь у него было достаточно денег, чтобы заняться усовершенствованием своей аппаратуры. Его изобретением заинтересовалось не только английское Почтовое ведомство, но также армия и Адмиралтейство.  {72}  Таким образом, Маркони не мог жаловаться на недостаток средств, в то время как Попов испытывал серьезные финансовые трудности.

Он обратился за ссудой в Морское ведомство, прося 1000 рублей, но министр отклонил его прошение: — Не стоит выбрасывать деньги на такую ерунду.

Однако именно эта „ерунда” два года спустя оказала флоту неоценимые услуги. 13 ноября 1899 года из Кронштадта отправился в кругосветное плавание огромный броненосец „Генерал-адмирал Апраксин” — последнее слово военной техники, как писала тогдашняя пресса. А на следующий день это „чудо техники” уже лежало с распоротым дном на скалах у острова Гогланд в финском заливе.

Это был скандал на весь мир! Броненосец необходимо было спасти любой ценой. Однако для этого нужно было наладить связь с судном, лучше всего при помощи беспроводного телеграфа. Только тогда министр стал „щедрым”: ассигновал Попову и Рыбкину 10 000 рублей. Однако эта щедрость объяснялась простым расчетом: прокладка телеграфного кабеля из Кронштадта на остров Гогланд стоила бы в несколько раз дороже и длилась бы очень долго.

„Телеграф без проводов” оказался лучше!

Плачевный конец кругосветного плавания

Эта первая радиотелеграфная линия была готова 1 февраля 1900 года: можно было наладить связь с броненосцем. Но руководитель спасательной экспедиции, капитан Залевский, велел прекратить работу. Дело в том, что через десять дней был день рождения Великой княгини, поэтому Залевский приказал, чтобы первая радиотелеграмма была поздравительной телеграммой августейшей имениннице! Что ж, в царской России это было важнее, чем спасение огромного броненосца с многочисленным экипажем. Однако все произошло иначе. 10 февраля Рыбкин тщательно подготовил аппаратуру и уже был готов к передаче этой телеграммы, когда в наушниках раздался треск сигналов: „Передает Попов”...

Рыбкин отодвинул текст поздравительной телеграммы и начал записывать точки и тире азбуки Морзе: „...Капитану ледокола „Ермак”. Вблизи Лавансаари оторвалась льдина с рыбаками. Немедленно оказать помощь. Подпись, адмирал Авелан...” Передавая эту телеграмму, Попов очень рисковал: ведь поздравлений по радио ждала сама Великая княгиня! Но благодаря этой телеграмме „Ермак” успел придти на помощь потерпевшим крушение: рыбаки были найдены.

Телеграф без проводов спас людям жизнь!

ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ

О двух волшебных лампах
и перегоревшей лампочке

В приемнике Попова роль детектора, то есть устройства для приема сигналов, играл когерер — стеклянная трубка, заполненная мелкими опилками. Под действием электромагнитных волн сопротивление опилок резко уменьшалось, и в цепи появлялся ток, регистрируемый сначала звонком, а потом аппаратом Морзе. Однако это простое устройство имело один существенный недостаток — слишком короткий сигнал. Искра проскакивала мгновенно, а появлявшиеся в тот же момент волны почти тотчас затухали.

Электромагнитная волна, излучаемая искровым передатчиком — это гаснущая, то есть затухающая волна. Попробуйте повесить на нитке какой-нибудь небольшой грузик и легко его толкнуть. Он начнет колебаться из стороны в сторону, а спустя какое-то время станет неподвижным, остановится сам. Подобное явление наблюдается и во время колебаний в электрической цепи: сопротивление цепи гасит электрические колебания. Первое колебание, появляющееся во время разряда, самое сильное, а последующие — все более слабые. Когерер мог, к сожалению, зарегистрировать только самые сильные колебания из целой серии, которая дошла до антенны.

Что же можно передать посредством таких сигналов? Только точки и тире, тире и точки... Одним словом, это все еще был телеграф, только беспроводной. А передача человеческого голоса или каких-либо других звуков продолжала оставаться очень трудной проблемой.

Это был очень серьезный недостаток, который дал о себе знать уже во время первой мировой войны. В разных городах Европы были установлены мощные радиостанции, которые передавали сигналы только при помощи азбуки Морзе. Военные корабли противников тоже вынуждены были пользоваться той же азбукой, и в результате сигналы, передаваемые врагом, можно было легко прочесть и расшифровать. Благодаря этому немцы предвидели маневры французов  {74} 

Так выглядят затухающие волны. Первое колебание, появляющееся во время разряда, самое сильное, а последующие — все более слабые

и англичан, которые, в свою очередь, знали положение немецких кораблей.

Электромагнитные колебания изменяются очень быстро, поэтому нет такой мембраны, которая могла бы колебаться в такт с ними, то есть так же быстро. Вот почему вместо когерера вскоре были введены так называемые детекторы, или кристаллические выпрямители. Такой детектор пропускает ток лишь в одном направлении и задерживает ток, проходящий в противоположном направлении. Следовательно, в приемник попадает только прерывистый, однонаправленный пульсирующий ток. Такой выпрямленный ток уже в состоянии воздействовать на электромагнит телефона и заставить колебаться его мембрану.

Если вы спросите у своих родителей (а еще лучше у дедушки или бабушки, которые помнят время между 1-й и 2-й мировыми войнами), то они, быть может, расскажут вам, как выглядел такой кристаллический детектор, простейший радиоприемник, который имел еще и то достоинство, что действовал вообще без всякого источника тока. Он состоял из проволочки с острым концом, которая легко прикасалась к поверхности кристалла полупроводника (обычно из галена или карборунда). В месте соприкосновения проволочки с кристаллом двунаправленный ток высокой частоты превращался в пригодный для приема однонаправленный ток.

Кристаллические детекторы, широко применяемые вплоть до второй мировой войны, были, однако, очень капризны. Дело в том, что не вся поверхность кристалла характеризуется односторонней проводимостью, а только некоторые ее точки. Поэтому нужно было немало потрудиться, чтобы найти такую точку, а когда она уже была найдена — предохранять детектор от малейшего сотрясения, ибо достаточно было минимального смещения острия проволочки с чувствительной точки, как детектор переставал работать.

Поскольку это было очень затруднительно, многие пытались найти какой-то выход из положения. И выход нашелся. А найти его помогла... перегоревшая лампочка.

Когда Томас Альва Эдисон изобрел лампу накаливания с угольной нитью, он заметил, что стеклянный баллон быстро чернеет изнутри, а сама лампа часто перегорает. Чтобы устранить  {76}  этот недостаток, Эдисон поместил внутри лампы пластинку и соединил ее через цоколь одним концом с телом накала. И тогда он заметил странное явление: если пластинка была соединена с положительным полюсом батареи, при помощи которой накалялась нить лампы, в ней возникал ток, несмотря на то, что цепь была прервана внутри лампы: пластина не соприкасалась с телом накала. Зато когда он подключал пластинку к отрицательному полюсу батареи, тока не было.

Великий изобретатель еще не знал о существовании электронов, открытых Д. Д. Томсоном, и об их удивительных свойствах. Поэтому он не мог объяснить этого неожиданного явления, ныне называемого эффектом Эдисона.

Так был открыт „эффект Эдисона”

И тут на сцене появился господин Джон Амброз Флеминг, выдающийся знаток физики и электроники, научный консультант фирмы Маркони. Однажды, копаясь в своем архиве, он наткнулся на описание этого опыта и мгновенно понял, в чем здесь дело. Раскаленная нить лампы выбрасывает из себя электроны. А что же представляет собой струя электронов? Это же и есть электрический ток. Куда стремятся эти отрицательно заряженные частицы? Разумеется, к положительно заряженному электроду (ведь вы помните, что противоположные заряды притягиваются!). Следовательно, если положительная пластинка соединена с положительным полюсом батареи, ток будет проходить, а если ее соединить с отрицательным полюсом, то тока не будет (потому что отрицательный полюс будет отталкивать отрицательно заряженные электроны).

Таким образом Флеминг и изобрел свой диод — первую из двух волшебных ламп радиотехники.

Диод представлял собой стеклянную колбу, из которой был полностью выкачан воздух, с двумя впаянными электродами. Один из них был подключен к положительному полюсу батареи (такой электрод называется анодом), а другой — к отрицательному (и называется катодом). Второй электрод был еще к тому же раскален, благодаря чему из него вылетало множество электронов и, разумеется, устремлялось в направлении положительного электрода, который их притягивал. Итак, в лампе проходил электрический ток, но только в одном направлении — от катода к аноду, ни в коем случае не наоборот. А если такую лампу подключить не к батарее, а к источнику быстроизменяющихся токов — например, к антенне приемника, улавливающей радиоволны — то эти токи тоже будут выпрямлены.  {76} 

Диод оказался совершеннее кристаллического детектора, прежде всего потому, что действовал надежно, не „капризничал”.

Однако диод не решал еще одной проблемы, над которой в начале нашего века много лет бились специалисты из области радиотехники. Дело в том, что когда сигналы радиостанций, даже очень мощных, доходили до антенны приемников, они были очень слабыми, причем тем слабее, чем дальше от станции находился приемник. Поэтому первая радиосвязь действовала только на короткие расстояния. Например, в 1906 году, то есть через два года после изобретения диода, удалось передать по радио речь и музыку, но на расстояние лишь сорока километров!

Поэтому ученые задумывались над тем, каким образом можно усилить в приемнике эти слабые радиосигналы.

Решение оказалось исключительно простым, и в то же время настолько гениальным, что кажется... прямо-таки невероятным.

Начнем, однако, с того, что в марте 1912 года в Соединенных Штатах Америки были арестованы некий Ли де Форест, обвиненный в мошенничестве, и несколько его сотрудников, которые вместе с ним работали над новыми изобретениями в области радиотехники. Это была настоящая сенсация, так как главный обвиняемый был доктором физики, а все его коллеги имели высшее образование.

В обвинительном акте отмечалось, что Ли де Форест неоднократно заявлял на страницах печати, что в ближайшие несколько лет можно будет передавать человеческий голос через Атлантический океан, что — по общему мнению — было сущей нелепостью. На основе этого заявления главный обвиняемый уговаривал людей покупать акции его фирмы, причем единственным устройством, которым он располагал, был странный прибор, похожий на лампу и — по мнению специалистов — совершенно непригодный.

Это произошло в 1912 году, а в 1956 году тот же Ли де Форест получил высшую награду Франции — орден Почетного Легиона. Во время торжественного вручения ордена один из выдающихся ученых нашего времени, Луи де Бройль, сказал:

— Специалисты всех областей науки и техники выражают признание и восхищение господину де Форесту за его гениальное изобретение...

Что же это было за изобретение, если даже через пятьдесят лет оно вызывало восхищение и удивление?

На первый взгляд вопрос может  {77} 

Как усилить в приемнике весьма слабые сигналы мощных радиостанций?

показаться маловажным: Ли де Форест просто-напросто предложил, чтобы в хорошо известную всем лампу Флеминга ввести еще один дополнительный электрод между анодом и катодом. Пустяк, правда? Было два электрода, теперь будет три.

А тем временем именно этот третий электрод вызвал революцию в радиотехнике: оказалось, что небольшие изменения напряжения в этом электроде — выполненном в виде сетки — вызывали значительно большие изменения тока в цепи анода. Благодаря этому можно было или внезапно увеличить скорость прохождения электронов в лампе или полностью его остановить. Кроме того, оказалось, что, соединяя несколько таких трехэлектродных ламп (называемых триодами), можно значительно усилить даже очень слабые радиосигналы, причем это усиление растет в головокружительном темпе. Если, например, одна лампа усиливает в 10 раз, то две усиливают 10 × 10 = 100, а пять — 10 × 10 × 10 × 10 × 10 = в 100 000 раз!

А через несколько лет немецкий ученый Александер Мейснер обнаружил, что триод является к тому же наилучшим устройством для возбуждения электромагнитных колебаний высокой частоты. Таким образом, стали ненужными огромные, сложные и очень дорогостоящие генераторы, которые применялись до изобретения триода.

Чудесная электронная лампа господина де Фореста стала сердцем каждого радиоаппарата!

ГЛАВА ПЯТНАДЦАТАЯ

О том, о сем
и трех буковках

С этого все и началось.

Первая в мире радиовещательная станция была создана в 1920 году в Питтсбурге. Спустя четыре года на родине Маркони — в Италии — начала свою деятельность Unione Radiofonica Italiana.

МЕТРЫ И ГЕРЦЫ

На спокойную поверхность пруда мы бросили в разных местах несколько пробок. Теперь подождем, пока вода успокоится, и бросим еще небольшой камень. Тотчас же на ее поверхности появятся круги волн, разбегающиеся в разные стороны. Вот волна дошла до первой пробки, которая начинает подскакивать на воде. Потом вторая, третья, четвертая...

Подобным образом распространяются радиоволны. Наш камень — это антенна радиостанции, пробки — это антенны наших радиоприемников. Как только до них доходит волна от передатчика, они начинают колебаться, а эти колебания принимают наши радиоаппараты. Радиоволна, как известно, движется с ошеломительной скоростью — 300000 километров в секунду, поэтому все наши приемники примут сигнал почти одновременно.

Но это еще не все. В мире действуют тысячи радиостанций, а нам хочется услышать только одну из них. С этой целью мы должны настроить наш приемник на эту выбранную радиостанцию, чтобы он принимал только ее волны и никакие другие.

Каждая радиостанция ведет свои передачи на определенной длине волны. Варшава I передает на волне 1322 метра (это так называемые длинные волны), Варшава II — на волне 367 метров (средние волны), Харцерская радиостанция — на волне 49 метров (короткие волны).

Например, если нам хочется послушать музыку, передаваемую радиостанцией Варшава II, мы должны так установить ручку нашего приемника, чтобы он принимал только волны длиной 367 метров, а не, к примеру, 358 метров (так как это будет уже совершенно другая станция).  {79} 

Длиной волны называется расстояние, которое радиоволна успеет преодолеть в течение одного электрического колебания в антенне передатчика, а по истечении этого времени по ней вторично пройдет ток в том же направлении. Чем реже это повторяется, тем дальше отойдет один гребень волны, прежде чем от антенны оторвется следующий. Итак, чем меньше частота колебаний в антенне, тем длиннее посылаемая волна.

Поскольку частота играет очень важную роль в радиотехнике, мы объясним на примере, в чем это заключается. Посмотрите внимательно на этих двух спринтеров, которые бегут с одинаковой скоростью (вы помните 300000 километров в секунду). Высокий бежит большими шагами, а маленький, у которого короткие ножки, „перебирает” ими значительно чаще.

То же самое происходит и с волнами: чем короче волны, тем больше их частота (число „шагов” в секунду). Короче говоря:

(результат в метрах)

(результат в герцах)

Поскольку частота в радиотехнике измеряется большими вели чинами, применяются единицы измерения больше герца: 1 килогерц (кГц) = 1000 Гц, 1 мегагерц (МГц) = 1 000 000 Гц.

Если в вашем приемнике есть также диапазон ультракоротких волн, присмотритесь внимательно к обозначениям на шкале. Вы увидите, что длинные, средние и короткие волны обозначаются обычно в метрах, а ультракороткие — в мегагерцах. Варшава III ведет свои передачи с частотой около 68 МГц. Попытайтесь для тренировки рассчитать, какова длина волны этой станции...

Первый торжественный концерт был передан этой радиостанцией 16 октября 1924 года из студии в Риме. Эта первая музыкальная передача длилась два с половиной часа с двадцатиминутным перерывом, во время которого передали метеорологическую сводку и информацию для радиослушателей.

В Польше первая радиостанция начала действовать уже I февраля 1925 года,- она находилась в Варшаве, на улице Нарбутта. Через два года появились первые радиопередатчики в Кракове, Познани и Катовице.

В 1931 году была построена мощная радиостанция в Рашине под Варшавой. Сегодня мало кто знает, что в то время это была самая мощная радиостанция в мире. Как вы помните, ламповые радиоприемники с усилителем стоили очень дорого и были мало распространены. Преобладали кристаллические детекторы, поэтому передаточная станция должна была быть достаточно сильной, чтобы ее программы можно было принимать на территории всей страны.

Почти в одно и то же время появляются радиостанции во всем мире: радио овладевает миром!

Разумеется, не следует забывать, что в течение восьмидесяти лет, которые прошли со дня первой передачи, переданной и принятой „грозоотметчиком” Попова, в радиотехнике многое изменилось. Этих изменений было так много, что мы даже не в состоянии перечислить здесь тех тысяч и десятков тысяч усовершенствований, которыми „обогатилось” за этот период радио.

Очень важным шагом вперед было изобретение транзисторов. Вы еще помните те „капризные” кристаллические детекторы, которыми пользовались в первый период развития радио? В течение многих, многих лет ученые пытались открыть тайну „магической” точки, через  {81}  которую ток мог проходить только в одном направлении. Наконец, это удалось двум американским ученым — Бардину и Браттейну, которые в 1948 году создали первый транзистор. Он действует по тому же принципу, что и кристаллический детектор, его пятидесятилетний предок, но зато совершенно надежно.

Транзисторы начали вытеснять электронные лампы. Они значительно долговечнее этих ламп: могут непрерывно работать сотни часов. Не требуют нагрева катодов, и поэтому аппарат, построенный на транзисторах, начинает действовать сразу же после включения: не нужно ждать, пока катод раскалится. Однако прежде всего, транзисторы — это настоящие лилипуты по сравнению с электронными лампами: их размеры измеряются в миллиметрах!

Потом появились печатные схемы, интегральные схемы и еще много других интересных изобретений. Радиоприемники перестали быть роскошью и превратились в предмет массового пользования. Только в одной Польше в 1972 году было 5795000 радиоприемников: начиная с „полированных шкафов”, украшающих наши квартиры, и кончая небольшими переносными радиоприемниками „транзисторами”, которые легко помещаются в кармане. А всем этим мы обязаны тысячам ученых, инженеров и техников, бесчисленным большим и маленьким усовершенствованиям.

Обязаны? Ну, как когда. У соседа за стеной надрывается радио: „Из-за о-остро-ва-а на стре-е-жень...”, а из окна напротив слышны резкие звуки рок-н-ролла, в трамваях, на улицах, в парках, на пляжах, в очаровательных и тихих когда-то уголках ревут тысячи „транзисторов”! И неоткуда ждать помощи и спасения...

ОСЕДЛАННЫЕ ВОЛНЫ И УДИВИТЕЛЬНЫЕ „НОЖНИЦЫ”

„Говорит Варшава по первой программе. Сейчас перед микрофоном выступит оркестр польского радио под управлением Стефана Рахоня...”

И вот из громкоговорителя нашего приемника поплыли звуки мелодии, звуки высокие и низкие, с частотой от 16 до 16 000 герц.

А тем временем наш радиоприемник настроен только на одну частоту. На какую? На 16, 1000, 10 000, 16 000 герц? Как раз ни на одну из них: приемник принимает только одну частоту — частоту передаточной станции, то есть Варшавы I.

Если бы можно было непосредственно передавать звуковые волны, жизнь была бы слишком  {82}  прекрасна. Хотя с другой стороны...

Представьте себе, что все радиостанции (а им нет числа!) одновременно передают звуковые волны в диапазоне от 16 до 16 000 герц. А наш приемник настроен именно на эти частоты. Ведь это была бы настоящая какофония! Мы бы слышали одновременно все мелодии и все голоса, то есть ...мы бы ничего не услышали.

Для радиопередач применяются так называемые несущие волны, преимущественно длиной от 15 до 2000 метров (то есть с частотой от 20 МГц до 150 кГц), причем каждая радиостанция имеет свою несущую волну. Прежде чем радиостанция передаст какой-либо звук, он заменяется при помощи микрофона в электрический ток и накладывается на несущую волну, которая его „довозит” до нашего радиоприемника.

В сущности звук передается как бы „по кусочкам” — на гребнях несущей волны. А эти гребни следуют друг за другом так молниеносно, что такие „кусочки” сливаются в одно целое, как узор на сотканном ковре, который в действительности состоит из отдельных узелков.

Чтобы, однако, эти узелки не были видны, канва ковра не может быть слишком толстой. Точно так же дело обстоит и в радиотехнике: частота несущей волны должна быть значительно больше — примерно в десять раз — чем самая высокая передаваемая звуковая частота.

Когда такая результирующая волна, полученная после накладывания на несущую волну волн со звуковыми частотами (называемая модулированной волной), дойдет до нашего радиоприемника, происходит обратная операция: теперь звуковую волну необходимо „отрезать” от несущей волны и подвести к громкоговорителю.

Роль таких удивительных ножниц, которые могут это сделать, играет детектор, в состав которого входит первая из волшебных ламп: диод.

Прав был великий польский поэт Юлиан Тувим, сказавший:

— Радио — это прекрасное изобретение. Одно движение руки и... ничего не слышно.

Но, шутки в сторону. Часто, слушая музыку, мы забываем, что это не только хорошая музыка, футбольные репортажи, беседы и последние известия.

Вы помните? „Передает Попов. Капитану ледокола„Ермак”. Вблизи Лавансаари оторвалась льдина с рыбаками. Немедленно оказать помощь...”

Рыбаки были спасены: „Ермак” их нашел. Однако если бы не эта телеграмма, если бы не чудесное изобретение — радио,  {83} 

Огромный „Титаник” идет ко дну: помощь пришла слишком поздно.

никто ничего не узнал бы об их судьбе. Они пропали бы без вести, как тысячи и десятки тысяч до них.

Катастрофы в открытом море!... Кто знает, сколько кораблей потерпело крушение, сколько людей погибло в ледяной воде, в водоворотах, в огромных волнах, в пастях акул или просто от голода, жажды и истощения в спасательных шлюпках? Очень часто случалось и так, что когда один корабль тонул, пожираемый огнем или с распоротым рифами дном, другой был совсем рядом — почти за горизонтом, на расстоянии нескольких километров... Если бы его капитан знал, что случилось, он мог бы без труда оказать помощь жертвам кораблекрушения, спасти моряков и пассажиров от неминуемой смерти.

Вот именно — если бы знал! Откуда же он мог знать, если не видел тонущего корабля или случайно не наткнулся на него?...

Так было до изобретения радио.

Можно соединить два континента телеграфной или телефонной линией, но нельзя привязать провод к каждому кораблю, отправляющемуся в плавание, к каждому самолету, вылетающему с аэродрома. Однако радио не нуждается ни в каких проводах, поэтому моряки первыми оценили его достоинства. В 1908 году на специальной международной конференции было установлено, что корабль, который окажется в бедственном положении, которому угрожает крушение, который нуждается в немедленной помощи, будет непрерывно передавать, пользуясь азбукой Морзе, три буквы: S.O.S. Был принят именно такой набор букв, потому что он дает характерный, легко распознаваемый сигнал, непохожий на другие: три точки, три тире, три точки... Позднее этому сигналу бедствия приписали дополнительное значение, объясняя использованные в нем буквы S.O.S. как сокращение английских слов „Save Our Souls”,  {84}  что означает „спасите наши души”.

„Спасите наши души...”

В 1912 году в Атлантическом океане произошла трагическая катастрофа. Огромное пассажирское судно „Титаник”, считавшееся абсолютно незатопляемым, во время своего первого рейса из Англии в Америку столкнулось с огромной ледяной горой и с распоротым дном начало идти ко дну. Тотчас же в эфир понеслись известные нам точки и тире: S.O.S.! S.O.S.! S.O.S.! Но на ближайших судах радисты или крепко спали или слушали разные сводки. „Титаник” безуспешно звал на помощь четырнадцать часов подряд. Спасательных шлюпок всем не хватило, а плавание в ледяной воде означало неминуемую смерть уже через несколько минут. Лишь через четыре часа после крушения гиганта на помощь пришел пароход „Карпатия”, который услышал, наконец, сигналы. Он спас 703 человека, погибло 1500 человек, пассажиров и членов экипажа.

С тех пор было установлено, что в точно определенное время и на точно определенных частотах волн (например, 500 кГц) все радиопередатчики умолкают. Никто не имеет права передать ни одного сигнала. Все радисты внимательно вслушиваются в тишину в эфире. И как только 35 услышат этот зловещий сигнал — три точки, три тире, три точки, — тотчас же к месту катастрофы несутся на полных парах ближайшие суда!

Но не только моряки по достоинству оценили прекрасное изобретение — радио.

Пронзительный сигнал сирены!... Все автомобили быстро сворачивают на обочину дороги и останавливаются. Водители с озабоченным видом выглядывают из окон своих машин, пешеходы останавливаются... И вот посредине улицы, не обращая внимания на светофоры, „пренебрегая” всеми правилами уличного движения, мчится красный автомобиль, а на нем люди в серебряных касках. Пожарная команда!... Где-то пожар, каждая секунда на вес золота!

„Би-би... Би-би... Би-би...” Белая машина с красной надписью,  {85}  на крыше мигалка... Скорая помощь! Где-то заболел человек, ему может помочь только немедленное вмешательство врача. Каждая минута дорога — от нее зависит человеческая жизнь...

А еще есть милиция, преследующая преступников, техпомощь, которая должна поспеть к разбитому в уличной катастрофе трамваю или автобусу, задерживающему движение, лесная служба, извещающая о пожарах, призыв на помощь из отдаленной деревушки, отрезанной от мира.. И еще тысячи других случаев, немедленная информация о которых спасает человеческую жизнь, предохраняет от катастрофических разрушений.

По радио можно предостеречь всех людей от надвигающегося урагана, землетрясения, извержения вулкана, пожара или наводнения. Никто сегодня не в состоянии оценить, какую огромную услугу оказало человечеству это чудесное изобретение. Даже обычная метеорологическая сводка — сухая и вроде бы неинтересная — содержит сведения, которые не всегда можно пересчитать на деньги. Сегодня нашу жизнь даже трудно представить себе без радио.

Не забывайте об этом, когда слушаете по радио своего любимого певца, или выключаете свой радиоприемник, если передача вас не интересует.

ГЛАВА ШЕСТНАДЦАТАЯ

О волшебном „художнике” движущихся картинок

Обращали ли вы когда-нибудь внимание на то, каким образом вы читаете книгу, например, именно эту?

Чтение каждой страницы мы начинаем с левой стороны верхней строчки. Когда пробежим глазами все находящиеся в ней буквы, переводим взгляд на начало следующей строчки и так далее — до конца страницы. Потом наши глаза немедленно направляются к началу верхней строчки очередной страницы и все начинается сначала.

Целая страница состоит из отдельных элементов — печатных знаков: букв, цифр, запятых, восклицательных знаков (расстояние между двумя словами в предложении — это тоже печатный знак). Читая книгу, мы „просматриваем” последовательно все знаки и соединяем их в отдельные слова, слова — в предложения и абзацы. Так мы знакомимся с содержанием книги.

Теперь посмотрите на какой-нибудь снимок в книге или газете. Например, вот момент футбольного матча: хорошо виден вратарь, хватающий на лету мяч, который хотел забросить в его ворота противник. А здесь портрет нашего любимого актера, рядом — леденящие кровь выступления акробатов в цирке, далее — фотография запуска космической ракеты.

Попробуйте, однако, посмотреть на все эти снимки через сильное увеличительное стекло. Вы не увидите ни вратаря, ни актера, исчезнут акробаты и ракета. Зато увидите много, очень много точек: белых и совершенно чёрных, более светлых и более темных. Каждый снимок, каждая картинка состоит из комбинации точек разной яркости, подобно тому, как страница нашей книги состоит из комбинаций разных печатных знаков.

Именно на этом основан принцип работы телевидения.

Собственно говоря, телевидение заключается в преобразовании каждой точки изображения в отдельный электрический импульс, величина которого зависит от степени яркости этой точки. Затем этот импульс высылается  {87}  передатчиком в виде электромагнитной волны, которая доходит до антенны нашего телевизора. Здесь все происходит в обратном порядке: электрический импульс превращается в световую точку на телевизионном экране. Вся загадка заключается лишь в таком быстром воспроизведении точек разной яркости, чтобы глаз зрителя не заметил, что изображение состоит именно из этих отдельных точек.

Если вы внимательно присмотритесь к изображениям на телевизионном экране, то несомненно заметите, что они состоят из большого числа горизонтальных линий — строк. Каждый кадр состоит из 625 таких линий.

Движение луча по строкам кадра очень напоминает движение наших глаз во время чтения книги: когда луч „прочтет” одну строку — слева направо — он тотчас же возвращается в левую часть экрана и пробегает по следующей строке, вплоть до последней. Разумеется, просмотр обычных картинок не доставлял бы никакого удовольствия, поэтому телевидение используется, прежде всего, для передачи изображений, показывающих движение, как в кино. Однако для того, чтобы наш глаз мог воспринимать это движение, на экране телевизора, как и на киноэкране, должно появиться не менее 16 отдельных кадров в течение одной секунды. В действительности их 25.

С этой целью наше световое пятнышко должно проделать большую работу: в течение лишь 1/25 секунды „нарисовать” на телевизионном экране — точка за точкой — 625 строк, составляющих один кадр.

Но это еще не все. Если бы яркость луча во время его необычайно быстрого перемещения по экрану была все время одинаковой, экран был бы равномерно освещен и мы не увидели бы на нем никаких изображений. Однако его яркость непрерывно изменяется: более светлые и более' темные точки следуют одна за другой и из них состоит изображение. Вот прыгает вратарь: мы отчетливо видим каждое его движение, видим летящий мяч, бегущих нападающих... Вот наш актер: он рассказывает о своей новой роли, улыбается, подносит к губам чашку кофе... А здесь акробаты кувыркаются в воздухе, а ракета действительно взмывает вверх: мы видим, как из-под нее уходят постройки космодрома.

А ТЕПЕРЬ
МАГИЧЕСКОЕ ЧИСЛО 625

Расстояние между „строками” телевизионного кадра подобрано таким образом, чтобы зритель, который сидит на метр от экрана, не мог различать отдельные  {88}  строки. Сидя в таком положении, он видит весь кадр под углом около 10 градусов, то есть под углом 600 угловых минут. Однако наш глаз не в состоянии увидеть две отдельные строки, если расстояние между ними меньше одной угловой минуты. Именно для того, чтобы строки слились в кадре в одно целое, их должно быть по крайней мере.

В действительности их 625.

Но это лишь начало.

Если яркость каждой очередной строки должна отличаться от яркости предыдущей, то, следовательно, по вертикали должно „поместиться” 625 элементов мозаики. Если бы телевизионный экран был квадратным, следовало бы „уложить” столько же элементов и по горизонтали. В этом случае на экране необходимо было бы поместить:

625 × 625 = 390 625 точек

Однако обычно ширина экрана составляет 4/3 его высоты. Следовательно в таком кадре необходимо поместить больше точек:

625 × 4/3 × 625 = 520 833

Для удобства расчёта закруглим полученное число до 500 000.

Если бы, однако, оказалось (что вполне возможно!), что каждая следующая точка должна отличаться от предыдущей своей яркостью, то что бы тогда получилось? С какой частотой следует изменять яркость луча?

Давайте разделим все эти точки на пары: светлая — темная. Проходя через каждую такую пару, луч изменяет свою яркость. В одном кадре находится 500 000 точек, то есть 250 000 пар.

Не следует, однако, забывать, что в течение одной секунды на экране появляется 25 кадров. Таким образом, именно в течение этой одной секунды луч должен изменить свою яркость:

250 000 × 25 = 6 250 000 раз

Итак, частота изменения тока должна составлять 6 250 000 герц, то есть 6,25 мегагерца (надеюсь, вы не забыли, что это такое?).

Но это лишь „узор” на нашем ковре. А вы ведь помните, что канва должна быть в десять раз мельче, чтобы не были видны отдельные„ узелки”. Из этого следует простой вывод: частота несущей волны телевизионных передатчиков должна быть в десять раз больше, то есть должна составлять:

6,25 × 10 = 62,5 мегагерца

Такой частоте соответствует волна длиной 4,8 метра.

А волны такой длины относятся как раз к наиболее „неудобным”...

Глядя на все это, не следует, однако, забывать о том, что в действительности на экране никаких изображений нет, абсолютно никаких! Это лишь иллюзия, нам только кажется, что они там есть. Если бы мы смогли открыть глаза только на микроскопическую долю секунды, мы бы увидели совершенно темный экран, а на нем одну единственную яркую точечку, которая бежит по экрану с такой головокружительной быстротой, что наш глаз не в состоянии это зафиксировать ее след сливается в нашем глазу в одно целое.

Однако мало кто знает, что этот „волшебный” художник может нам нарисовать на экране не только фильм о Болеке и Лёлеке, футбольный матч и многие другие передачи, которые мы ежедневно видим на экране наших телевизоров.

Сегодня телевидение играет огромную роль в разных областях науки и техники, экономики и просвещения. Специальный электронный глаз наблюдает, как расплавленный металл заполняет формы, как протекают опасные для жизни радиоактивные процессы в ядерном реакторе. Специальная телевизионная камера показывает студентам, как известный хирург делает трудную и сложную операцию; другая камера, установленная в буровых машинах, позволяет „рассматривать” залежи ценного сырья, залегающие на больших глубинах. Раньше необходимо было извлекать на поверхность земли образцы новых пластов.

Благодаря телевизионной камере мы смогли увидеть, что находится на дне морей, где не ступала еще нога человека. А другая камера, установленная на борту советской космической станции „Луна”, сфотографировала и передала на Землю первое изображение обратной стороны Луны, которую раньше никто не видел.

Телевидение помогает рыбакам обнаруживать огромные косяки рыб и увеличивать уловы, ученым — наблюдать такие процессы, которые человеческий глаз не в состоянии увидеть, милиционерам — управлять уличным движением. Долго еще можно перечислять все благодеяния телевидения, без которого, несомненно, невозможно было бы быстрое развитие науки, техники, экономики, образования.

У телевидения долгая и сложная история Первые, весьма примитивные проекты передачи изображения на расстояние появились уже довольно давно, в конце минувшего столетия. Кстати, именно тогда родился  {90}  прадед кинескопа — сердца каждого телевизора. Это была вакуумная лампа, в которой пучок электронов, падая на экран, покрытый специальным веществом, вызывал его свечение. Эту лампу изобрел в 1897 году немецкий физик Карл Фердинанд Браун. А еще на тринадцать лет раньше немецкий инженер Пауль Нипков изобрел простое и оригинальное устройство для разложения изображений на отдельные точки Оно представляло собой быстровращающийся диск с отверстиями. Каждое из отверстий чертило одну строчку, а поскольку отверстия были размещены спирально, каждая очередная строчка проходила ниже предыдущей.

Однако это было преждевременное изобретение, никому в то время ненужное. Оно нашло применение лишь спустя сорок лет! Первые эксперименты с диском Нипкова, которые считались тогда сенсационными, сегодня показались бы нам просто смешными. Изображение размером 3×4 сантиметра было разложено всего лишь на тридцать линий, причем в течение одной секунды передавалось не более двенадцати кадров. Что ж, есть такая шутливая поговорка: „Если нет того, что любишь, то люби то, что есть”. В те времена не знали других методов разложения изображения на точки.

Настоящим переломом стало изобретение русского ученого Зворыкина. Его камера, называемая иконоскопом, положила начало электронному телевидению никаких механических вращающихся дисков, никаких отдельных отверстий!

Первые экспериментальные телевизионные передачи велись уже в тридцатые годы в Англии, Советском Союзе и в других странах, не исключая и Польши. Уже в 1938 году в варшавском Телерадиотехническом Институте передавались на средних волнах первые экспериментальные телевизионные программы при использовании диска Нипкова. Телевизоры, предназначенные для приема этих передач, стоили очень дорого, как любая новинка. Кроме того, у них был один большой недостаток. Поскольку установленный в них диск должен был вращаться точно так же, как в передатчике (специалисты говорят синхронно), он приводился в движение... педалью.

Это было большое неудобство, но, несмотря на это, планировалось открытие постоянного телевизионного центра. Однако вторая мировая война перечеркнула эти смелые проекты...

ГЛАВА СЕМНАДЦАТАЯ

О битве во мгле
и далеких галактиках

Вторая мировая война в разгаре... В непроницаемой тьме английский военный корабль обнаруживает в открытом море немецкий крейсер и со второго залпа отправляет его на дно. Вблизи Пелопоннеса эскадра английских кораблей находит пасмурной ночью итальянскую военную флотилию, находящуюся далеко за пределами лучей рефлекторов, и открывает по ней сокрушительный огонь. Идет прославленная „Битва за Англию”, в историю которой славную страницу вписали польские пилоты из дивизионов истребителей. Они сбили свыше 200 гитлеровских самолетов, потеряв лишь 26 своих машин. Немецкие налеты на Британские острова с самого начала наталкивались на серьезные препятствия. Каждый самолет засекался в воздухе англичанами, а немецким бомбардировщикам давали отпор английские и польские истребители. После такой „встречи” гитлеровские машины очень часто находили свой конец в свинцовых водах канала Ла-Манш.

Тогда гитлеровцы, наученные  {92}  горьким опытом, переходят к ночным налетам. Но и здесь положение не Меняется: англичане безошибочно угадывают, когда и откуда прилетят „Хенкели”, „Дорниеры” и „Юнкерсы”, и направляют свои истребители точно к месту встречи. Не помогли и гитлеровские ракетные снаряды „V-1” и „V-2”. Их засекали даже в кромешной тьме и сбивали огнем зенитной артиллерии.

Тем безошибочным „разведчиком”, который так превосходно знал, что, где и когда, был радар — изобретение, обязанное своим появлением невзрачному существу, которое днем спит в темных уголках, а из своей норки выходит лишь с наступлением сумерек.

Ученые уже давно обратили внимание на то, что летучая мышь летает в темноте с удивительной ловкостью, лавируя между домами, ветвями, проводами и другими препятствиями, а к тому же еще умеет находить мелких насекомых, которыми она питается.

Полагали, что у летучей мыши очень острое зрение. Но однажды ей плотно завязали глаза и выпустили на свободу. Результат был неожиданным: летучая мышь летала как ни в чем не бывало, не менее ловко обходя препятствия и ловя насекомых.

Однако удивление ученых стало еще больше, когда был сделан еще один эксперимент: ей завязали... уши. И тогда летучая мышь

Именно эта невзрачная летучая мышь „подсказала” ученым, как сконструировать радар

сразу же оказалась совершенно беспомощной.

Постепенно вопрос начал выясняться. Так вот, это симпатичное животное (кстати, очень полезное: истребляет массу вредителей') издает особые звуки очень большой частоты, которые мы не в состоянии услышать. Они называются ультразвуками. После отражения от препятствия они возвращаются в ухо летучей мыши, а поскольку она от рождения прекрасно „знает”, с какой скоростью они распространяются, то может легко определить, на каком расстоянии от нее находится препятствие или насекомое, которое она собирается съесть.

По такому же принципу сконструирован радар (или радиолокационная станция — прим. перев.).

Радиолокационная станция высылает периодические импульсы радиоволн при помощи специальной системы антенн. Если такой импульс встретит на своем пути препятствие, он оттолкнется от него и возвратится к станции, которая его передала. Зная скорость распространения радиоволн (300 000 километров в секунду) и время, которое прошло с момента передачи сигнала до его возвращения, можно легко определить расстояние, отделяющее нас от препятствия, от которого отразились волны. Это расстояние составляет, разумеется, лишь половину общего пути, который прошла волна от передатчика до препятствия и обратно.

Итак, принцип действия радара прост, но...

Работы над этим изобретением длились в Англии многие годы, и в них принимали участие многочисленные ученые, инженеры и техники. Трудностей было видимо-невидимо. Все понимали, что ни длинные волны (от 800 до 3000 метров), ни средние (200—600 метров) здесь не годятся: просто-напросто „не заметят” небольшого самолета. Это был бы „невод” со слишком большими ячейками, в который трудно что-нибудь поймать. Но это еще не все. Радиоволны распространяются в разных направлениях, а в этом случае следовало сконструировать прибор, который посылал бы один узкий луч в строго определенном направлении. Однако для этого необходимы специальные направленные антенны, а в случае длинных или даже средних волн это были бы огромные, многоэтажные постройки. Следовательно, необходимо было предельно „укоротить” эти волны, даже до нескольких миллиметров. Вы помните, что чем короче волна, тем больше ее частота. Создание таких частот, порядка нескольких десятков миллионов колебаний в секунду (об этом мы еще  {94}  поговорим), — дело нелегкое, но таких и тому подобных затруднений было очень и очень много.

Когда война кончилась, радар был „демобилизован”. И тогда оказалось, что и в мирное время он может оказать неоценимые услуги. Радиолокационная аппаратура позволяет легко и безопасно вводить корабли в узкие и до отказа заполненные порты, предупреждает о возможном столкновении с другими кораблями или айсбергами в открытом море (помните трагедию „Титаника”?)

„СТАРИЧОК” РАДАР

— Что ж, — скажет, быть может, кто-нибудь из наших читателей. — Радар несомненно был превосходным изобретением... сорок лет назад, когда самолеты летали со скоростью черепахи. А ведь современные самолеты мчатся по небу быстрее звука. Не стал ли и радар пережитком техники, который следовало бы „сдать в архив”?

Интересный вопрос... Давайте вместе подумаем об этом.

Представьте себе, что современный истребитель мчится с головокружительной скоростью свыше 3000 километров в час. Кстати, это вполне реальная скорость: новейший мировой рекорд был установлен в 1973 году советским летчиком-испытателем Александром Федотовым на самолете „Е-266”. Этот рекорд составляет ровно 3300 километров в час!

(Между прочим, Федотову принадлежит также рекорд высоты полета: 36240 метров).

Итак, летит, например, самолет со скоростью — скажем — 3600 километров в час и находится на расстоянии 15 километров от радиолокационной станции, которая его „засекла”. Интересно, какое расстояние он преодолеет в течение одной секунды? С этой целью следует произвести деление

Фантастическая скорость: в течение лишь одной секунды тысяча метров, то есть целый километр! Но пока оставим самолет в покое, пусть он летит дальше. Посмотрим, как далеко он удалится от нас.

Радиолокационная станция находится на расстоянии 15 километров от самолета, следовательно, ее волна должна преодолеть  {95}  в два раза большее расстояние (туда и обратно), то есть 30 километров. Однако радиоволна движется со скоростью 300000 километров в секунду. Сколько же времени ей необходимо для преодоления этого расстояния? Произведем деление.

Значит, пройдет лишь одна десятитысячная доля секунды, и мы узнаем, где находится самолет. Вот именно, где же он находится? Как далеко он „удрал” от нас?

Что ж, если в течение одной секунды самолет преодолевает 1000 метров, то за отрезок времени короче в 10000 раз, он окажется на расстоянии:

Ну что ж, далеко он не убежал!

Благодаря радару безопасно взлетают и совершают посадку самолеты, причем даже во время самого густого тумана или ночью. Благодаря радару улучшилось железнодорожное сообщение. И тут радар, и там радар: в космосе и на земле, в море и в воздухе — везде он незаменим. И еще одно...

Раздался пронзительный свисток полицейского, и автомобиль послушно остановился на обочине дороги.

— Прошу предъявить ваши документы. Спасибо... Господин Роберт Уотсон-Уатт?

— Да, — флегматично подтвердил задержанный водитель.

— В чем дело?

— Вы превысили дозволенную скорость.

— Возможно, у меня испортился спидометр. Но как вы это докажете?

— Как? — рассмеялся полицейский. — Это уже доказано. Мы измерили скорость вашей автомашины при помощи радара.

— Радара? — изумился господин Уотсон-Уатт и вздохнул:

— Ох, если бы я знал...

Потому что именно Роберт Уотсон-Уатт... изобрел радар.

ГЛАВА ВОСЕМНАДЦАТАЯ

О капризах радиоволн
и „зеркалах”, висящих над океаном

Когда мы удобно устраиваемся в кресле и включаем радиоприемник, то обычно не задумываемся, как это так, что не вставая с места, мы слышим у нас дома весь мир. „Говорит Варшава. Передаем беседу...” Нет, у нас нет желания слушать беседу. Поворачиваем ручку. „Иси Пари...” Тоже нет. Еще одно легкое движение: какая-то музыка. Интересно, откуда? Ага, из Лондона.

А тут же рядом Москва, Буэнос-Айрес (это на другом полушарии), Краков, Нью-Йорк, Рим и Утиные-Ямы (если, конечно, в Утиных-Ямах есть радиостанция).

Как же объяснить то, что радиоволны доходят к нам даже из самых отдаленных уголков мира?

Лет пятьдесят тому назад никто не смог бы ответить на этот вопрос, хотя уже тогда было известно, что длинные волны (от 800

Так распространяются разные виды радиоволн

до 3000 метров) способны огибать выпуклости нашей Земли, уходя довольно далеко от передатчика. Однако они не в состоянии обойти весь земной шар, поэтому в Европе мы не можем услышать Австралию.

Знали и о существовании коротких волн (от 10 до 100 метров). Эти волны, однако, распространяются иначе — только по прямым линиям, следовательно, они не в состоянии огибать выпуклости Земли. Поэтому их сочли неудобными и передали в распоряжение радиолюбителям: берите, развлекайтесь!

Вот радиолюбители и начали развлекаться, и именно тогда произошел один случай, который загнал в тупик тогдашних специалистов. Оказалось, что на этих волнах можно поддерживать радиосвязь с произвольной точкой земного шара! Небольшие передатчики, потребляющие столько же тока, сколько слабая лампа накаливания, посылали сигналы на более далекие расстояния, чем самые мощные радиостанции, передающие свои программы на длинных волнах.

Но это еще не все. Оказалось, что эти короткие волны, которые можно легко принимать на другом конце мира, невозможно услышать на расстоянии около двухсот километров! Туда их сигналы не доходили. 20 000 километров — пожалуйста, а 200 километров? Нет, это нам не под силу!

Загадка, над которой столько лет бились специалисты, была решена известным русским физиком Михаилом Шулейкиным.

Оказалось, что в верхних слоях земной атмосферы, под влиянием солнечного излучения и метеоритного дождя создается особый слой, от которого короткие радиоволны отскакивают, как мячик от стенки. Этот слой называется ионосферой. После отражения волны попадают в другую точку Земли, где их можно легко принимать. От Земли они тоже отскакивают, снова попадают в ионосферу и так далее.

Если же такая волна дойдет до ионосферы под прямым углом, она уже не отразится, а пройдет сквозь нее. И именно так должна была бы перемещаться на расстоянии около двухсот километров от передатчика. Все это показано на нашем рисунке. Итак, вблизи передатчика можно принимать его сигналы, идущие по прямым линиям, потом тянется „мертвая зона”: сюда сигналы не проникнут. А в более отдаленных точках мы сможем принять волны, отраженные от ионосферы. Именно поэтому в Польше можно услышать, что передают Москва и Рим, Лондон и Париж, но не везде — что передают Утиные-Ямы.

Разумеется, все, что здесь было  {98}  сказано, выглядит не так уж просто. В действительности волны, о которых идет речь, имеют разную длину, больше или меньше преломляются и отражаются ионосферой. Иногда даже поглощаются ею... Ведь и сама ионосфера не является чем-то постоянным и твердым как стена дома. Иногда она поднимается выше, иногда опускается, иногда она реже, иногда плотнее. Это зависит от многих факторов:- космических лучей, солнечного излучения, магнитных бурь. Как видите, вопрос выглядит значительно сложнее.

С телевидением получается несколько иначе. Дело в том, что радиоволны слишком „тесны” для него. Во всей полосе средних и длинных волн не поместилась бы даже одна телевизионная программа. Поэтому телевидение передает свои программы на значительно более коротких волнах, так называемых ультракоротких. А эти волны еще „капризнее” коротких. Мало того, что они распространяются только по прямым линиям, следовательно, каждая, даже самая пустячная гора — для них непреодолимое препятствие, но они вдобавок не желают отражаться от ионосферы: проходят через нее, как сквозь сито.

Именно поэтому телевизионные антенны должны „видеть” друг друга, иначе из этого ничего не получится. И здесь мы подходим к самому важному вопросу. Оказывается, что легче передать телевизионное изображение с Луны на Землю (384 000 километров), чем из Катовице в Люблин (384 километра). Ведь в космосе нет никаких гор, заслоняющих изображение, и Луна видна как на ладони. А Катовице от Люблина отделены выпуклостями Земли: эти два города „не видят” друг друга.

Поэтому для того, чтобы телепередачи можно было принимать во всей стране, необходимо делать так, как при царе Горохе, иначе говоря, как во времена господина Шаппа: строить трансляционные станции. На специальных, как можно более высоких башнях, устанавливают специальные „зеркала”, отражающие телевизионные волны и передающие их дальше.

Разумеется, это не только затруднительная, но и дорогостоящая операция, однако другого выхода нет. Пока все происходит в пределах одного государства или даже целого континента, с этой проблемой можно как-то справиться. Осложнения начнутся тогда, когда мы захотим передать программу через океан.

Тем не менее, положение наших современных „телеграфистов” гораздо сложнее, чем во времена Сайруса В. Филда. Прокладка подводного кабеля была  {99}  пустяком по сравнению с сооружением трансокеанских телевизионных башен. Попробуйте вбить в морское дно сваи длиной в четыре километра, ибо такова глубина Атлантического океана в некоторых местах. Но ведь это всего лишь расстояние от поверхности воды до дна, а башни надо удлинить еще на несколько сот метров. И таких башен на трассе между Европой и Америкой следовало бы построить очень много.

К счастью, оказалось, что эти телевизионные „зеркала” вовсе и не нужно устанавливать на башнях. Достаточно „просто” подвесить их над океаном.

Вы уже догадываетесь, в чем здесь дело?

Первый искусственный спутник Земли — советский „Спутник-I” — был запущен в 1957 году, и именно он подсказал правильное решение. Спустя пять лет на орбиту вокруг Земли был выведен искусственный спутник связи „Телестар” — первое телевизионное зеркало, подвешенное над нашей Землей. Если сегодня можно смотреть передачи прямо

Так должны быть расположены космические „зеркала”

из Токио, Мексики или Нью-Йорка, то этим мы обязаны именно таким искусственным спутникам, играющим роль ретранслятора этих передач.

Разумеется, следует еще добавить, что такие спутники-зеркала действуют несколько иначе, чем обычное зеркало, которое может лишь отражать лучи. Космические станции связи оборудованы приемниками радиоволн, устройствами, которые их усиливают, и передатчиками, которые передают их дальше, нередко на другой частоте. Следовательно, это очень сложные приемно-передающие устройства.

Итак, спутники соединяют континенты, но не хуже служат они и на суше. Взгляните на карту. Вот перед вами огромная территория Советского Союза — самого большого в мире государства. Представьте себе, сколько потребовалось бы трансляционных станций, чтобы телевизионные передачи можно было принимать на территории всей страны? Лучше не считать — это невыполнимая задача. Зато спутник решает эту задачу очень легко.

25 апреля 1965 года на орбиту вокруг Земли был выведен связной искусственный спутник „Молния-I”. Он летает на высоте 39 380 километров, совершая в течение суток два полных оборота вокруг Земли. Во время полета над Советским Союзом он виден одновременно в Москве и во Владивостоке. Благодаря этому, телевизионную передачу, которая ведется из столицы Страны Советов, можно принимать на территории почти всей страны.

Спутники связи могут помочь и в налаживании всемирной телесвязи.

Превосходным решением для осуществления всемирной телесвязи была бы система так называемых стационарных спутников. Если искусственный спутник поместить на орбиту, отдаленную от поверхности Земли примерно на 35 000 километров и проходящую точно над экватором, время его оборота вокруг Земли составит ровно одни сутки. Это значит, что такой спутник будет как бы неподвижно „подвешен” над одной и той же точкой земного шара.

Три таких стационарных спутника, „висящих” на разных расстояниях друг от друга, охватили бы своим радиусом действия весь земной шар, за исключением полярных зон. Но людей там живет мало, а пингвины и белые медведи, пожалуй, не обидятся на нас за отсутствие телепередач.

ГЛАВА ДЕВЯТНАДЦАТАЯ

О том, что может радар
первой космической „телеграмме”

— Ах, эта проклятая ионосфера! — сокрушенно вздыхают специалисты-телевизионщики. — Из-за нее хлопот не оберешься!

— Ах, эта чудесная ионосфера! — восторженно восклицают специалисты-локаторщики. — Какую хорошую службу она нам сослужила!..

Нам уже известно, почему нервничают первые. Но чему так радуются вторые?

Дело в том, что до недавнего времени у Земли было только одно маленькое „окошечко” во вселенную. В незапамятные времена, когда наши предки впервые взглянули на небо, они увидели на нем через это окно Солнце и Луну, планеты и звезды. По тому же пути до Земли доходит солнечный свет и тепло, без которого не было бы жизни. Но это окно „открыто” только для световых лучей, для всех остальных оно плотно закрыто.

Именно через это одно-единственное „окно” смотрел Коперник, который „остановил Солнце, а заставил вращаться Землю”. Через ту же „форточку” вселенную наблюдали тысячи ученых, которые пользовались телескопами, спектрографами и другими хитроумными и сложными приборами. Они смогли „узнать” от световых лучей очень много самых разных вещей. На этих анализах основано почти все, что на сегодняшний день известно о космосе: общие законы, которым подчиняется движение небесных тел, приблизительные размеры этих тел, их температура, направление и скорость движения, а также много других данных. Ученые в состоянии точно сказать, как выглядело небо, видимое с Земли тысячу лет тому назад, и как будет выглядеть через тысячу лет.

Все, что можно было увидеть через телескопы, было подробно исследовано. Казалось, что уже ничего больше сделать нельзя.

И тогда-то внезапно открылось второе „окно” в мир — значительно более широкое.

Вы помните, что ионосфера отражает все радиоволны, за исключением ультракоротких, которые проходят через нее и  {102}  уходят в космос. Но и все радиоволны, за исключением вышеупомянутых, которые попадают к нам из отдаленных уголков космоса, тоже отражаются и не доходят до поверхности Земли.

Астрономы, потирая руки, бодро взялись за дело: ультракоротких и сантиметровых волн (на которых „работает” радар) ионосфера не задерживает, поэтому вместо телескопов теперь начали применять радиотелескопы.

Впервые это второе „окно” было использовано в 1946 году для радиолокации Луны: тогда очень точно измерили расстояние до нашего вечного спутника. А к настоящему времени огромные чаши радиотелескопов исследовали уже многие далекие уголки космоса. Благодаря им были открыты новые звезды, которые не светятся (не испускают видимых лучей), далекие галактики и туманности... Нынешние радиотелескопы — это огромные установки, необыкновенно точные и чувствительные. Они способны обнаружить пролетающих поблизости насекомых, регистрируя тепло, выделяемое их микроскопическими тельцами. На расстоянии двадцати метров от такого радиотелескопа нельзя зажечь спичку, потому что будут помехи в приеме.

Благодаря такому вот радиотелескопу удалось „заглянуть” в отдаленные уголки вселенной

Радиотелескопы используются не только для исследования тел, движущихся в космосе. С древнейших времен люди задавали себе один вопрос: одни ли мы в беспредельном космосе? Неужели никогда во вселенной, на каких-нибудь далеких планетах не зародилась жизнь, не развилась такая цивилизация, как наша? Поэтому космос непрерывно исследовался, но ниоткуда не доходили никакие сигналы, никто не хотел нам „написать”...

Ну что ж — если они не хотят, то это сделаем мы!...

И тогда в 1960 году с Земли была отправлена первая космическая телеграмма. Она была „адресована” звездам далеких созвездий: Тау Кита и Эпсилон Эридана. Ученые подозревают, что на некоторых планетах, вращающихся вокруг этих звезд, может существовать жизнь, похожая на нашу. Телеграмма должна преодолеть непустячное расстояние — более ста биллионов километров, то есть 100 000 000 000 000 километров!

И хотя радиоволны мчатся со, скоростью 300 000 километров в секунду, наша телеграмма попала к „адресату” лишь по истечении 11 лет — в 1971 году. Если на какой-нибудь из этих планет живут разумные существа и они приняли наш сигнал, не исключено, что они захотят с нами связаться. Их телеграмма должна попасть на Землю в 1982 году, так как для преодоления обратного пути ей снова понадобится одиннадцать лет.

Теперь вы видите, что даже такая короткая космическая беседа — один вопрос и один ответ — должна длиться очень долго, не менее 22 лет!

Существует ли какая-то вероятность, что там действительно живут разумные существа? Есть ли у них достаточно чувствительные приемники, чтобы принять наш сигнал, и достаточно мощные передатчики, чтобы ответить нам? И вообще, захотят ли они наладить с нами связь?

Что ж, подождем. Ответ мы должны получить в 1982 году.

ГЛАВА ДВАДЦАТАЯ

И, наконец, несколько слов
в заключение

Это не булавка в галстуке, а микроскопическая телевизионная камера

С одной стороны — огромные радиотелескопы, мощные радио- и телевизионные станции, а с другой — миниатюрные карманные транзисторы. Гиганты и лилипуты...

Несомненно, определение словом лилипут тех транзисторных радиоприемников, которыми мы так широко пользуемся сегодня в нашем домашнем обиходе, вызвало бы улыбку на лице каждого специалиста, занимающегося миниатюризацией.

— Это, по-вашему, лилипуты? Ха, ха, ха...

Действительно, это правда: наши популярные „транзисторы”, даже самые маленькие из них, кажутся тяжелыми и неуклюжими по сравнению с некоторыми чудесами электроники. Вот, например, сверхчувствительный микрофон в виде... шпильки, которую можно приколоть к лацкану пиджака. Или сделанный в виде гвоздя, который можно вбить в стену и подслушать, о чем говорят в соседнем помещении. А вот объектив телевизионной камеры в виде... пуговицы от пальто, здесь микроскопическая приставка к телефону величиной со спичечную коробку, посредством которой можно зарегистрировать все разговоры, ведущиеся в комнате, даже если... телефонная трубка лежит на рычаге. Или еще — радиостанция ... в зубе. Да, настоящая радиостанция, сигналы которой можно принимать на расстоянии нескольких сот метров. Зуб тщательно пломбируют металлической пломбой. В соседнем зубе находится подобная пломба, но из другого металла. А когда имеются два разных металла и электролит (слюна!), появляется готовый источник тока (вы помните еще первый Вольтов столб?), который питает нашу радиостанцию.

Вы, наверное, уже догадались, для кого предназначены эти сверхминиатюрные устройства? Разумеется, в нашей повседневной жизни они нам совершенно не нужны, но когда-нибудь, в будущем, мы тоже наш многодиапазонный радиоприемник будем прикалывать к лацкану пиджака.

А все же интересно, как все это  {105}  будет выглядеть в будущем, через пять или десять лет?

Вы, я думаю, помните, что в первые годы нашего столетия, когда радио делало только первые шаги, радиостанции пользовались лишь длинными волнами и „пренебрегали” короткими. Сегодня, конечно, такого „расточительства” никто бы себе не позволил! Все диапазоны радиоволн — от длинных до ультракоротких — заполнены до отказа, так что даже трещат по всем швам. Специальные международные комиссии отводят отдельным странам определенные диапазоны и длины волн. Ведь на той же волне, что Варшава I, может вести свои передачи радиостанция с другого полушария, например, из Австралии. Она не будет мешать нам, а мы ей. Однако, если бы она находилась близко, например, в Чехословакии, в нашем радиоприемнике была бы такая какофония, что трудно даже себе представить. Собственно говоря, всю историю радиотехники можно представить в одном предложении: стремление к передаче на как можно более коротких волнах. Началось с длинных, закончилось ультракороткими (телевидение) и еще более короткими, сантиметровыми (радар). Поэтому, раз в эфире такая давка, казалось бы, нет ничего проще, как вести передачи на еще более коротких волнах.

Однако это не так-то просто, потому что чем короче волны, тем больше их частота: десятки и сотни миллионов колебаний в секунду. А создание таких колебаний — штука трудная. Тут уж никакие обыкновенные триоды нам не помогут: не под силу им такое! Разумеется, специалисты во всем мире многие годы ломали себе голову над этим и кое-что, конечно, придумали, но „производство” таких коротеньких волн — дело очень, очень сложное и весьма дорогое.

Неужели ничего уже нельзя сделать?

Вы, наверно, удивитесь, когда узнаете, что правильное решение наших сегодняшних трудностей было найдено... сто лет тому назад, когда о радио никто даже не мечтал. А сделал это Джеймс Клерк Максвелл, о котором мы уже рассказывали. Дело в том, что из его известных уравнений следовало, что свет, обычный свет — это тоже электромагнитная волна, но в тысячу раз короче, чем все известные до сих пор радиоволны. Эврика! Ура! Да здравствует свет, который одним махом разрешит все наши проблемы! Ведь световые лучи мы умеем создавать без малейшего труда: берем обычный электрический карманный фонарик, купленный в ближайшем магазине вместе с батарейкой за 1 рубль 30 копеек и...  {106} 

И, к сожалению, ничего из этого не выйдет. Обычный белый свет состоит из смеси лучей разного цвета: от красного до фиолетового. А каждый из этих лучей имеет свою длину волны, поэтому все вместе они составляют такую мешанину, что на них ничего передать нельзя. Следовательно, нужно иметь такой источник света, который будет иметь одну единственную, точно определенную длину волны. И такой источник света появился у нас уже давно. Это лазер.

Первый в мире образец этого устройства — мазер — был сконструирован в 1964 году двумя выдающимися советскими физиками — Н.Г. Басовым и А.М. Прохоровым, которые получили за это изобретение Нобелевскую премию, самую почетную в мире награду для ученых. А спустя шесть лет Т. Мейман сконструировал рубиновый лазер.

О лазере и его поразительных возможностях можно рассказывать без конца. Здесь мы расскажем лишь о его „способностях” в области радиотехники.

Луч, посылаемый лазером, — одноцветный (специалисты говорят: монохроматический). И это его самое важное достоинство: такой луч можно направить в строго определенное место, его волны не разбегаются во все стороны, как в обыкновенном фонарике. Лазер, оборудованный специальным телескопическим объективом, способен осветить на Луне круглую площадку диаметром всего в три километра. Луч обычного рефлектора на этом расстоянии настолько бы рассеялся, что в нем поместилось бы не менее одиннадцати лунных дисков!

Специалисты рассчитали, что в диапазоне лучей, испускаемых лазерами, можно было бы поместить... 30 миллионов телевизионных программ! А во всем диапазоне ультракоротких волн, на которых ведет свои передачи телевидение, помещается лишь двадцать программ. Здесь вполне правомерен вопрос: а зачем нам столько программ?  {107} 

Это пятнышко, освещенное на поверхности Луны при помощи лазера с телеобъективом, будет иметь диаметр всего лишь три километра

Ну что ж...

Давайте откроем какую-нибудь научно-популярную книгу. Вот один из ее героев разговаривает с другим по видеотелефону. Он не только слышит голос своего собеседника, но и видит его, видит все, что вокруг него происходит. А ведь каждый такой видеотелефон — это отдельная телевизионная программа. Следовательно, если то, что сегодня считается фантазией, завтра должно стать действительностью, мы не сможем обойтись без световых волн, а значит, и без лазера.

Есть еще один вопрос. Мы все уже привыкли к цветному телевидению, хотя пока что такие телевизоры довольно редки. А ведь цвет — это еще не все. Например, нам захочется смотреть стереоскопические, пространственные, трехмерные передачи. В этом нам может помочь именно лазер и связанное с ним изобретение — голография.

В общих чертах это нечто вроде трехмерной фотографии. На фотографируемый предмет и специальную фотопластинку направляется лазерный луч. На пластинке остается изображение предмета. Но тщетны поиски на голограмме этого изображения: на нем видны лишь причудливые узоры из линий, не имеющие ничего общего с очертаниями нашего предмета. Если же через такую голограмму мы вторично пропустим лазерный луч, то увидим точную пространственную копию фотографированного предмета. Это изображение можно обойти со всех сторон, осмотреть сбоку и сзади. Разумеется, в действительности такая копия не существует — это лишь оптический обман.

Откровенно говоря, ученые очень неохотно говорят о том, что изменится в радиовещании в ближайшем будущем. Ведь никто не знает, какие открытия и изобретения удивят нас в ближайшие годы, никто не в состоянии точно предвидеть, что изменится в нашем „беспроводном телеграфе”? Что ж, подождем.

Кстати, вы помните еще, что вскоре — в 1982 году — должен придти ответ на нашу космическую телеграмму?

А вообще-то интересно: откликнутся они или нет?

Откликнутся ли они? Интересно, как они выглядят? Может быть, как этот человечек?

СОДЕРЖАНИЕ