Гениальные дилетанты и их выдающаяся роль в развитии электросвязи

М.А. Быковский

Все с детства знают, что то-то и то-то невозможно. Но всегда находится невежда, который этого не знает. Он-то и делает открытие.

Альберт Эйнштейн

Введение

Кант считал, что существует две непостижимые и удивительные вещи – звездное небо над головой и нравственный закон внутри нас.

Еще одна неразгаданная тайна – инстинкт творчества, который заставляет ребенка строить из кубиков дворец, а Циолковского в голодные годы гражданской войны разрабатывать конструкции космических кораблей, настойчиво и бесплодно пытаться убедить своих современников в том, что космическая эра уже у порога. Под влиянием этого инстинкта личность начинает ощущать в своей душе мегаватты творческой энергии. Таким человеком движет не жажда славы, не тяга к наживе. Ради реализации своего замысла он готов рискнуть и карьерой, и благополучием. Порой долгие годы он и не подозревает о колоссальных возможностях, которыми наделила его природа. Лишь случайные обстоятельства приводят к Тому, что энергия индивидуума выплескивается наружу в виде новых идей, или кипучей деятельности, направленной на реализацию каких-либо возможностей кардинального изменения жизни человечества. И всякий раз деятельность таких людей знаменует новый этап в развитии нашей цивилизации.

Этот инстинкт особенно явственно проявляется в тех немногочисленных случаях, когда человек со сложившейся судьбой уже в зрелом возрасте решает резко изменить свою жизнь и заняться абсолютно новым для себя делом, в котором он является дилетантом, и достигает в нем феноменальных успехов. Рассматривая историю развития важнейшей отрасли современной техники – электросвязи, можно с удивлением констатировать, что первые шаги в создании основных ее направлений – телеграфной и телефонной связи по проводам, радиосвязи и коммутации были сделаны именно дилетантами.

Действительно, основополагающий вклад в создание \ развитие электромагнитного телеграфа внесли российский ученый Павел Львович Шиллинг – один из крупнейших российских востоковедов, член-корреспондент Российской академии наук и знаменитый американский художник Самуэль Морзе; американский дантист Махлон Лумис создал первую опытную линию беспроводной связи длиной около 22 км; первооткрывателем телефонной связи является шотландский логопед Александр Грэхем Белл, а первый автоматический коммутатор для телефонной связи создал Алмон Браун Стоуджер - владелец похоронного бюро в американском городе Канзас-Сити.

В одной из своих статей А. Эйнштейн писал: “Наибольшей любви заслуживают те, кто больше всех сделал для облагораживания человечества и жизни людей. Это относится прежде всего к великим художникам и в меньшей степени – к великим ученым... Облагораживает не результат научного исследования, но стремление понять, духовная работа при творчестве и восприятии”. Создатели электросвязи, о которых пойдет речь ниже, принадлежали именно к такой породе людей.

Шиллинг и создание первого в мире электромагнитного телеграфа

Барон Павел Львович Шиллинг фон Канштадт (1786-1837)

Пауль (Павел Львович) Шиллинг родился 16 апреля 1786 г. в Ревеле (Таллин), в семье полковника русской армии барона Людвига Иосифа Фердинанда Шиллинга фон Канштадта. В 1801 г. он окончил кадетский корпус.

Однако на военной службе П.Л. Шиллинг находился всего один год. С 1803 по 1812 гг. он работал переводчиком, а затем секретарем в русском посольстве в Мюнхене.

В 1812 г. П.Л. Шиллинг вновь поступает на службу в армию и в 1813—1814 гг. в составе действующей армии участвует в войне с Наполеоном. Его служба была отмечена рядом высоких боевых наград. После войны он снова оставляет армию и уезжает в Мюнхен для изучения литографии. С 1818 г. служит в Петербурге, в Азиатском департаменте Министерства иностранных дел.

При департаменте он создает Первую образцовую литографию, в которой был отпечатан текст изданной русским востоковедом Н.Я. Бичуриным китайской рукописи. В этот период интересы Шиллинга сосредоточены на исследованиях культуры народов Дальнего Востока. В 1822 г. он был избран членом-корреспондентом французского Азиатского общества, в 1824 г. – членом британской Востоковедческой ассоциации, а в 1828 г. – членом-корреспондентом Петербургской академии наук.

Будучи весьма общительным человеком и живо интересуясь многими научными проблемами, Шиллинг в 1823 г., прибыв по приглашению французского Азиат ского общества в Париж, встречается с крупнейшими французскими учеными A . M . Ампером и Д.Ф. Араго. От них он узнал об открытии Эрстедом влияния электрического поля на магнитную стрелку, об изобретенной Ампером астатической паре магнитных стрелок и его идеях создания электромагнитного телеграфа.

В мае 1830 г. русское правительство организовало экспедицию в Восточную Сибирь “для обследования положения местного населения и состояния торговли у северных и западных границ Китая”, руководителем которой был назначен П.Л. Шиллинг. Путешествуя по Забайкалью, Монголии и пограничным с Китаем областям, он изучал языки азиатских народов, собирал коллекцию китайских, маньчжурских, монгольских, тибетских, японских и индийских рукописей, костюмов, утвари, предметов религиозных культов.

Весной 1832 г. экспедиция вернулась в Санкт-Петербург. Столичное общество с почетом встретило путешественников. П.Л. Шиллинг был награжден орденом Св. Станислава 2-й степени. Современники видели в нем, прежде всего, гуманитария, маститого востоковеда. Он был в дружеских отношениях с А.С. Пушкиным, который посвятил ему строки:

О сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель...

Основной областью деятельности Шиллинга было военное дело, дипломатия и востоковедение, однако его интересы были чрезвычайно обширны. Пытливый ум не мог не заинтересоваться научными достижениями физики и ее приложений к практическим задачам. И, хотя этим задачам он посвятил всего несколько лет своей короткой жизни, именно в области электротехники и электросвязи ему удалось достичь результатов, которые обессмертили его имя.

Интерес к электротехнике возник у П.Л. Шиллинга еще в 1810 г. в Мюнхене, когда он присутствовал на лекции известного немецкого физиолога и анатома Самуила Томаса Зёммеринга, демонстрировавшего электролитический телеграф, основанный на разложении воды электрическим током. Реализация этого телеграфа требовала прокладки между передатчиком и приемником сигналов большого количества проводов, равного числу букв алфавита. Будучи военным, П.Л. Шиллинг вскоре нашел новое применение электричеству, сделав в 1812 г. свое первое изобретение - дистанционный электрический минный взрыватель. В этом же году им был продемонстрирован царю Александру I подрыв подводных мин на Неве с помощью электрического тока.

Мысли о возможности применения электричества для решения различных проблем, по-видимому, не оставляли П.Л. Шиллинга даже тогда, когда он занимался совершенно другими делами. Из экспедиции по Дальнему Востоку он вернулся в Петербург с идеей создания электромагнитного телеграфа. Используя астатические магнитные стрелки, о которых он узнал при встрече с A . M . Ампером в Париже, П.Л. Шиллинг разработал первую в мире конструкцию электромагнитного телеграфа, принципиально отличавшуюся от системы Зёммеринга.

Осенью 21 октября 1832 г. на его квартире состоялась первая публичная демонстрация "телеграфной системы Шиллинга". На демонстрации, где присутствовал сам российский император Николай I , по линии длиной 100 м была передана первая телеграмма, состоящая из 10 слов. Интерес к изобретению оказался настолько велик, что демонстрация длилась до рождественских праздников. Среди посетителей были также академик Борис Семенович Якоби, граф Бенкендорф, великий князь Михаил Павлович.

В электромагнитном телеграфе П.Л. Шиллинга основным элементом был мультипликатор, содержащий астатическую пару намагниченных стрелок, которые, как уже упоминалось, были изобретены в 1821 г. знаменитым французским физиком A . M . Ампером. Изменение полярности подключения к батарее проводов линии связи вызывало поворот диска, подвешенного на одной нити с астатическими стрелками мультипликатора. Одна сторона диска была окрашена в белый, а другая - в черный цвет, поэтому по положению диска можно было судить о переданном знаке. Линейная часть устройства имела восемь проводов (один общий, один вызывной), подклю­чаемых к электрической батарее с помощью специальной клавиатуры с восемью парами белых и черных клавиш. Приемник имел семь мультипликаторов, смонтирован­ных на общей раме. Для передачи букв и цифр, а также для уменьшения числа проводов в линии связи Шиллинг разработал специальный код, содержащий комбинации разного числа (от 1 до 5) последовательных сигналов. Это был первый в истории электросвязи неравномерный код. В 1837 г. Шиллингом был разработан проект телеграфной линии между Петергофом и Кронштадтом.

К сожалению, П.Л. Шиллингу не суждено было реализовать этот проект, так как 25 июля 1837 г. в возрасте 51 год он скончался в Петербурге от злокачественной опухоли.

После смерти Шиллинга его имя как пионера электромагнитного телеграфа надолго забылось. Приоритет ученого был восстановлен лишь через 22 года академиком Иосифом Гамелем.

Однако идеи Шиллинга получили развитие и в России, и в Англии. В России в этом направлении значительные работы выполнил академик Б.С. Якоби.

В 1835 г. Шиллинг проводил презентацию своего аппарата в Мюнхене. На этой презентации присутствовал английский офицер У. Кук, который сразу же понял, какое значение для управления и развития железных дорог имеет новое средство связи. Вернувшись в Англию с макетом аппарата Шиллинга, он привлек к реализации электромагнитного телеграфа крупного английского уче­ного Ч. Уитстона, которым в стрелочный аппарат Шиллинга был внесен ряд усовершенствований. Аппараты У. Кука и Ч. Уитстона в течение 50 лет широко применялись в Англии. Однако стрелочный электромагнитный телеграф оказался тупиковой ветвью в электро­связи. Всемирное распространение получил электромагнитный телеграф, созданный другим гениальным диле­тантом - американским художником Самуэлем Морзе.

Электромагнитный телеграф Самуэля Морзе

Сэмюэль Морзе

Самуэль Морзе ( Samuel Finley Breese Morse ) родился 24 апреля 1791 г. в городке Чарзтаун близ Бостона (США). Его отец Джедид Морзе был известным в Новой Англии проповедником.

В раннем детстве Самуэль Морзе обнаружил страсть к рисованию и 40 лет своей жизни посвятил деятельности художника. В 1807 г. после окончания школы он поступил в Йельский университет, где увлеченно занимался живописью и особенно рисованием миниатюрных портретов. В университете он про­явил интерес к электричеству и посетил несколько лекций по этому предмету. Однако, желая стать художником, после окончания университета в 1811 г. С. Морзе отправился в Англию для обучения живописи в студиях крупных европейских художников. Благодаря исключительному трудолюбию и целеустремленности, его занятия проходили весьма успешно. Созданная им в Лондоне картина “Умирающий Геркулес” в 1813 г. была выставлена в Академии художеств и удостоена Золотой медали, а её автор был избран в Британскую Королевскую Академию.

В 1815 г. С. Морзе возвращается к себе на родину. Он становится популярным художником, разъезжая по стране, рисует портреты богачей и знаменитостей. Его материальное положение упрочилось, он женится и переезжает в Нью-Йорк. Активный по натуре, С. Морзе становится лидером молодых американских художников, основывает Национальную академию рисования и работает ее первым президентом. Он дважды выставлял свою кандидатуру на выборах в мэры города, а также в Конгресс США, однако избран не был. Зато его известность как художника значительно возросла, и он обрёл популярность не только в США, но и в Европе. В 1820 г. С. Морзе вновь едет в Европу для изучения творчества великих художников прошлого и посещает ряд европейских стран.

Поворотный момент в его жизни наступил неожиданно, когда ему исполнился 41 год. В 1832 г., возвращаясь из Европы в Америку на пакетботе “Сэлли”, он от своего корабельного попутчика узнает о новых опытах по электричеству. С этого момента С. Морзе потерял душевный покой и не мог больше ни о чем думать, кроме как о создании электромагнитного телеграфа. На занятия живописью у него не осталось времени. Он тратит свои деньги и время на опыты по созданию новой системы телеграфа. Его состояние постепенно тает. Скончалась жена, и на его руках остались трое маленьких детей. Выжить ему помогало небольшое жалование (за заслуги в области живописи) от Нью-Йоркского университета, избравшего его профессором эстетики и рисования в 1834 г.

В области электротехники С. Морзе не обладал достаточными знаниями. Он ошибочно полагал, что до него созданием электромагнитного телеграфа никто в мире не занимался. Вначале Морзе пытался построить телеграф, который требовал прокладки между станциями 26 отдельных линий - по одной для каждой буквы алфавита. Несколько лет его постоянно преследовали неудачи, но в конце концов ему удалось уменьшить число проводов до одного (вместо другого использовалась земля). Работая над созданием своего телеграфа, он обращается за советом к ученым, в частности, к знаменитому американскому физику Джозефу Генри. Д. Генри посоветовал С. Морзе применить в телеграфе изобретенное им реле. Это позволило создавать ретрансляторы телеграфных сигналов, подключая с помощью реле, установленного на конце каждого участка линии связи, батарею, обеспечивающую электропитанием следующий участок этой линии. Применение ретрансляторов позволяло существенно увеличить протяженность телеграфных линий. В 1837 г. С. Морзе для разработки телеграфа пригласил к сотрудничеству двух партнеров - профессора Нью-Йоркского университета Леонарда Гейла и механика Альфреда Вейля.

В 1838 г. С. Морзе изобрел оригинальный неравномерный код. Его оригинальность заключалась в том, что часто встречающимся буквам английского алфавита соответствовали короткие кодовые комбинации, а редко встречающимся - длинные. Это свойство кода принципиально отличало его от неравномерного кода Шиллинга, который использовал свой код не для сокращения избыточности сообщений, а для уменьшения числа проводов в линии связи. В разработке кода и передающей, и приёмной части оборудования С. Морзе большую помощь оказал его помощник Альфред Вейль.

Код Морзе стал первым примером весьма эффективного метода статистического кодирования источника сообщений. Общие принципы статистического кодирования были установлены только через ПО лет К. Шенноном - создателем теории информации. В 1851 г. код Морзе был несколько модифицирован и стал международным кодом. Он применялся во всех странах мира в проводных линиях связи, а позже стал международным и в радиосвязи: его, в частности, использовали для обмена сообщениями сотни тысяч радиолюбителей. Лишь в самом конце XX века в связи с развитием спутниковых систем связи Международным союзом электросвязи было принято решение о прекращении использования кода Морзе на всех линиях связи.

В сентябре 1837 г. Морзе удалось собрать действующий макет новой системы, который демонстрировался в Нью-Йоркском университете. В 1838 г. на выставке в Нью-Йорке он представлял свой телеграф, передавая сообщения с рекордной для того времени скоростью - 10 букв в минуту. Вскоре она была доведена до 60-70 букв в минуту. В течение нескольких лет он проводил презентации телеграфа в разных городах США перед учеными, бизнесменами, членами Конгресса, стараясь их убедить в перспективности нового средства связи. Нередко его телеграф встречали со скепсисом, сомневаясь в реальной возможности передавать по проволоке сообщения из одного города в другой. В 1840 г. С. Морзе и его партнерам был выдан американский патент на новый телеграф, в том числе и на неравномерный код, состоящий из точек и тире.

В 1843 г. С. Морзе обратился в Конгресс США с просьбой выделить средства в размере 30000 долл. (500 000 долл. по современному курсу) на создание телеграфной линии протяженностью 65 км между Вашингтоном и Балтимором. Конгресс одобрил его проект и выделил необходимые для строительства средства. В мае 1844 г. телеграфная линия между Вашингтоном и Балтимором была построена, и С. Морзе публично продемонстрировал передачу по ней сообщения “ What hath God wraght !” (“О, Господи, что ты сотворил!”). В это время ему исполнилось 53 года. Так спустя 12 лет напряжённейшей работы над созданием телеграфа, без какой-либо поддержки, он достиг, наконец, триумфа и стал героем не только Америки, но и всего мира.

В том же 1844 г. С. Морзе подал заявку на изобретение печатающего телеграфа. Позже С. Морзе пытался получить патент на изобретение своего телеграфа в странах Европы. Однако Англия, Франция, Германия и Россия отказались выдать ему патент, ссылаясь на то, что ранее были изобретены стрелочные телеграфы Шиллингом и Уитстоном - Куком, которые принципиально отличались от телеграфа Морзе, уступая ему в простоте и скорости передачи сигналов. Следует, однако, отметить, что через много лет, когда срок действия патента Морзе истек, десять европейских стран, включая Россию, которые пользовались его телеграфом, послали ему в знак признательности 400 тысяч франков (примерно 1 500000 долл. по современному курсу).

В 1847 г. материальное положение С. Морзе вновь укрепилось. Он купил дом с большим участком в сельской местности и переехал туда со своими детьми. В 1848 г. С. Морзе женился во второй раз. Во втором браке у него родились еще несколько детей.

Став богатым человеком, С. Морзе помогал университетам и, в частности, Йельскому университету, в котором он учился в молодости, материально поддерживал молодых учёных и художников. Еще при жизни ученого в 1871 г. в знак признания его заслуг в Центральном парке Нью-Йорка ему был поставлен памятник. Скончался С. Морзе 2 апреля 1872 г. в возрасте 81 года в Нью-Йорке.

В США телеграфные линии по системе С. Морзе строились вдоль быстро развивающейся сети железных дорог. Уже в 1854 г., через 10 лет после создания линии Вашингтон-Балтимор, было проложено 34000 км телеграфных линий.

Хотя С. Морзе не был первым среди тех, кто открыл электромагнитный телеграф, и, возможно, код, носящий его имя, был открыт им с помощью партнеров, но, без сомнения, энтузиазм и энергия этого человека сыграли огромную роль в быстром распространении электромагнитного телеграфа не только в США, но и во всем мире.

Махлон Лумис и первые успешные опыты по беспроводной связи

Махлон Лумис (Mahlon Loomis)

Махлон Лумис ( Mahlon Loomis ) родился 26 июля 1826 г. в городке Оппенхейм близ Нью-Йорка в семье профессора Натана Лумиса. Он был четвертым ребенком в семье, в которой было девять детей. Известно, что семья отличалась высокой образованностью. Старший брат Махлона Георг был изобретателем и имел несколько патентов.

В сентябре 1848 г. М. Лумис стал изучать зубоврачебное дело в Кливленде и, получив в 1850 г. диплом дантиста, вернулся в Спрингвайл, где жила его семья. В течение нескольких лет он практиковал как зубной врач и в поисках клиентуры переезжал из города в город. В эти годы он получил патент на искусственные зубы из керамики.

Интерес к электрическим явлениям появился у М. Лумиса только в 1860 г., когда ему исполнилось 34 года. Его первые эксперименты были направлены на увеличение урожая разных растений с помощью электричества. Для этого на участках, где размещались растения, он закапывал в землю металлические листы, соединенные с электрической батареей. Однако опыты успехом не увенчались.

В это же время Лумис стал интересоваться электрическими разрядами в верхних слоях атмосферы, ставя опыты с длинными проводами, поднимаемыми на большую высоту с помощью воздушных змеев. Вначале он предполагал, что сможет использовать естественный источник электричества вместо батарей в телеграфных линиях связи. Позже, на основании своих экспериментов он открыл, что провод, поднятый вверх воздушным змеем, вызывает изменение тока в другом проводе, также поднятом вверх и находящемся на некотором расстоянии от первого (см. рис. внизу).

Это натолкнуло его на мысль о возможности создания линии беспроводного телеграфа. В 1868 г., когда А.С. Попову исполнилось только 9 лет, а Г. Маркони еще не родился, Лумис демонстрировал группе американских конгрессменов и ученых работу линии беспроводной связи протяженностью примерно 22 км. Воздушные змеи поднимали провода на высоту около 190 м. На приемной стороне в провод был включен гальванометр. Когда на передающей стороне провод соединялся с землей, на приемной стороне ток в проводе резко изменялся, вызывая отклонение стрелки гальванометра. В экспериментах Лумиса впервые в радиосвязи были применены высоко поднятые над землей передающая и приемная антенны.

Опыты показывали, что если высоты подъема проводов над землей отличались значительно, то установить связь удавалось не всегда. Иногда ее не получалось установить даже в случаях, если высоты были равны. Между тем успех экспериментов вдохновил М. Лумиса, и в 1868 г. в письме к брату он писал: “Международная беспроводная связь является первой из открывающихся захватывающих возможностей. Такая связь может быть создана, если научиться использовать атмосферное электричество”.

В 1869 г. Лумис обратился к правительству США с просьбой о выделении 50000 долл. на создание трансатлантического беспроводного телеграфа. Стоимость строительства такой линии должна была составить, по его расчетам, всего 6% от стоимости строительства подводной трансатлантической кабельной линии, которая была введена в строй между США и Европой в 1866 г. и сыграла колоссальную роль в развитии коммуникаций в мире.

В записке, направленной Лумисом в Конгресс, он дал следующее пояснение того, как работает предлагаемая им система беспроводной связи: “Вызванные колебания или волны, распространяясь от источника возмущения вдоль поверхности Земли подобно волнам в озере, достигают удаленный пункт и вызывают колебания в другом проводнике, которые могут быть обнаружены индикатором. Индикатор отмечает длительность возникших в этом проводнике колебаний и преобразует принятый сигнал в знаки, соответствующие посланному сообщению”. Это пояснение полностью соответствует современным представлениям о работе систем радиосвязи. То, что в 1868 г. М. Лумис объяснял действие своей системы, говоря о распространении радиоволн вдоль поверхности Земли, поразительно. Ведь только через 19 лет (в 1887 г.) Были проведены знаменитые эксперименты Генриха Герца, доказавшие реальность радиоволн, существование которых следовало из теории Дж. К. Максвелла. Об этой, ещё никем не признанной теории, созданной в середине 1860-х годов, Лумис, конечно же, ничего знать не мог.

В американских газетах тех лет велось активное обсуждение предложения М. Лумиса. Многие эксперты высказывались очень скептически относительно возможности реализации предлагаемой им линии беспроводного телеграфа. В 1872 г. в одной из своих лекций М. Лумис утверждал, что в будущем, на основании научных знаний, станет возможным, используя неиссякаемый источник атмосферного электричества, не только посылать сообщения с одного континента на другой без использования кабеля и искусственных батарей, но и изменять климат на Земле. В том же году он направил заявку на изобретение системы беспроволочного телеграфа в Комитет по патентам, и 30 июля 1872 г. М. Лумису был выдан первый в мире патент (№ 129971) на систему беспроводного телеграфа.

В январе 1873 г. в Сенате США состоялось голосование по вопросу финансирования проекта М. Лумиса. За финансирование проекта проголосовали 29 сенаторов, против 12, а 33 сенатора не присутствовали на этом з ace дании. По результатам голосования президент США У. С. Грант подписал указ, который давал право Лумису создать компанию “ Loomis Aerial Telegraph Co .”. Согласно указу компания могла строить линии беспроводного телеграфа только на территории штата Вашингтон. Финансирование проекта открыто не было.

Последующие годы Лумис занимался врачебной практикой, а все заработанные деньги продолжал тратить на эксперименты в области электричества и связи. В конце 1870-х годов он соорудил высокие деревянные мачты, покрытые металлом, которые заменяли в его новых опытах провода, поднятые вверх с помощью воздушных змеев. На линии протяженностью более 30 м ему удалось надежно передавать сообщения в течение месяца. Однако интереса к его работам никто не проявлял.

В конце жизни, будучи тяжело больным и размышляя ) своей горькой судьбе, он писал: “Я не открыл новый мир, но я хотел вторгнуться туда. За свои попытки я заслужил только бедность, презрение, неприятие моих щей и полное забвение. Однако я верю, что в отдаленном будущем, когда мои открытия будут разработаны более полно, общество вспомнит того, кто в этом деле был пионером. Документы Конгресса без сомнения подтвердят, что приоритет принадлежит мне”.

После продолжительной болезни 13 октября 1886 г. в возрасте 60 лет Махлон Лумис скончался в доме своего брата. О его открытиях вскоре забыли.

Только через 15 лет (в 1901 г.), когда после работ А.С. Попова и Г. Маркони радиосвязь стала интенсивно развиваться во всем мире, его старший брат написал статью, которая напомнила общественности о том, кто же на самом деле был пионером беспроводного телеграфа.

Изобретение телефона Александром Грэхемом Беллом

Александр Грэхем Белл (Alexander Graham Bell)

Александр Грэхем Белл ( Alexander Graham Bell ) родился 3 марта 1847 г. в Эдинбурге (Шотландия). В его семье и отец, и дед исправляли у людей дефекты речи и обучали глухих. И он также пошел по стопам своих предков и стал логопедом. Дед, Александр Белл, имел репутацию актера и блестящего оратора, а отец, Марвил Белл, был всемирно известным специалистом в области речи. Его книга “Стандарты ораторского искусства” выдержала 168 изданий. Он изобрел “видимую речь”, т.е. символы, которыми прямыми и изогнутыми линиями обозначали положение и движение губ, языка и голосовых связок при произнесении любых звуков. Это изобретение преследовало цель научить говорить глухих. Александр всегда помогал отцу в его занятиях. Отец поощрял интерес юноши к науке. В 1863 г. в возрасте 16 лет А. Белл вместе со своим братом стали осваивать механику речи, начав с изучения анатомии рта и языка. Для того, чтобы детально исследовать строение голосовых связок, они оперировали своего кота. Отец познакомил их с рядом крупных ученых и, в частности, с выдающимся физиком Ч. Уитстоном, который в то время был увлечен созданием “говорящей машины” Александр и его брат Мелвилл также увлеклись этой идеей и, изучив анатомию рта, носоглотки, языка и губ, сконструировали макет голосового аппарата человека. Созданная ими “говорящая машина” могла имитировать отдельные слова. Этой машиной они пугали соседей.

В 1866 г. А. Белл окончил Эдинбургский колледж и поступил в Лондонский университетский колледж, в котором прослушал курс анатомии и получил диплом врача-логопеда. Под влиянием работ выдающегося немецкого ученого Г. Гельмгольца в области акустики он выполнил исследования акустических свойств голосового аппарата человека. Его интересовал широкий круг научных проблем. Для того, чтобы в подлиннике прочитать книгу Гельмгольца по электротехнике, он специально выучил немецкий язык. Его заинтересовали также проблемы, связанные с электрическим телеграфом.

В XIX веке туберкулез был почти неизлечим. От туберкулеза умерли оба брата А. Белла, и он сам тоже заболел этой болезнью. Чтобы сохранить его жизнь и поправить здоровье, семья весной 1870 г. переехала в Квебек (Канада) - город с более благоприятным климатом. Там он продолжал помогать отцу в работе. В том же году отцу предложили кафедру в Бостоне (США), но он уже приступил к преподаванию в Канаде и вместо себя рекомендовал сына. В апреле 1871 г. А. Белл стал преподавать “видимую речь” в бостонской школе для глухих. Вскоре он стал ведущим в городе специалистом, который с помощью оригинальной методики мог обучить глухих детей произношению английских слов всего за несколько недель.

В октябре 1872 г. А. Белл открыл свою собственную школу “физиологии речи”, где обучал глухих и людей с дефектами речи, а также готовил преподавателей специальных школ. В 1873 г. А. Белл стал профессором физиологии речи в школе ораторского искусства в Бостонском университете, в котором в течение четырех лет был деканом факультета. В 26 лет он имел прочное положение в обществе и пользовался признанием как выдающийся врач. Однако мысли об электрическом телеграфе не оставляли его.

В судьбе А. Белла два человека сыграли большую роль - юрист Гардинер Хаббард и торговец кожей Томас Сандерс. У обоих были глухие дети. У Хаббарда дочь Мейбл, которая впоследствии стала женой А. Белла, а у Сандерса - сын. А. Белл обучал детей технике речи. У него сложились дружеские отношения с их родителями, и оба эти человека стали впоследствии его партнерами в разработке гармонического телеграфа и телефона. Они обеспечили финансирование проводимых им опытов и предоставили помещение для лаборатории. В экспериментах А. Беллу помогал также его друг и помощник Томас Ватсон. По условиям договора между партнерами вознаграждение за реализацию изобретений А. Белла должно было делиться поровну. Наиболее перспективным направлением работ его партнеры считали создание гармонического телеграфа, который, по их мнению, должен был дать весьма значительный экономический эффект, благодаря организации по одной линии связи многих телеграфных линий.

Работая над созданием гармонического телеграфа, А. Белл использовал вибрирующие с различной частотой пластины, изменяющие магнитное сопротивление сердечника электромагнита. В 1875 г. он сконструировал “арфообразный телеграф” и получил патент. Крупнейшая американская компания Western Union , которая предлагала за решение проблемы “гармонического телеграфа” вознаграждение 1000000 долл., взялась за испытания этого изобретения. В процессе опытов было обнаружено, что предлагаемый телеграф несовершенен и нуждается в доработке.

Продолжая эксперименты по совершенствованию своего телеграфа, А. Белл и Т. Ватсон случайно столкнулись с явлением, когда одна из пластин телеграфа стала изменять ток в телеграфной линии пропорционально оказываемому на нее звуковому давлению. Поскольку А. Белл - крупный специалист в области речи - постоянно думал и над созданием устройства, с помощью которого по линии связи можно было бы передать человеческую речь, то сразу же понял, что именно это явление может быть положено в основу конструкции телефона. Разработав её и выполнив эксперименты, А. Белл 14 февраля 1876 г. подал заявку на изобретение телефона, по которой ему 7 марта 1876 г. был выдан патент. За несколько дней до этого события А. Беллу исполнилось 29 лет. Вскоре состоялась презентация созданного им устройства.

Следует отметить, что над созданием телефона работали многие крупные изобретатели (Э. Грей, Т.А. Эдисон и др.), однако лишь А. Беллу благодаря его целеустремленности удалось первым достичь успеха.

Преодолев ряд трудностей, связанных с защитой своего приоритета, А. Белл и его партнеры основали компанию Bell Telephone Co . Президентом компании стал Г. Хаббард - партнер и тесть А. Белла. А. Белл владел третью ее акций. За три года стоимость акций компании выросла более, чем в 20 раз, и он стал обеспеченным человеком.

В 1880 г . компания Bell Telephone Co. слилась с фирмой New England Telephone Co., образовав компанию American Bell Telephone Co. Впоследствии эта компания (изменившая свое название на AT&T) стала одной из крупнейших в мире телекоммуникационных компаний. В ее научно-исследовательском центре - Bell Laboratories , были выполнены важнейшие научные исследования и разработки, такие, например, как созданная К. Шенноном теория информации и первый транзистор, разработанный Дж. Бардиным, В. Братейном и В. Шокли, за что им была присуждена Нобелевская премия.

А. Белл оставался изобретателем всю жизнь, хотя столь же эпохальных устройств, как телефон, ему не довелось больше сделать. Он продолжал совершенствовать технику обучения речи немых.

В 1880 г. Франция наградила А. Белла премией Вольты. На полученные деньги он создал в Вашингтоне “Лабораторию Вольты”, в которой совместно с Чарзом Тайнтером изобрел фотофон - устройство для модуляции излучаемого лампой светового луча речевым сигналом. Преобразователем модулированного оптического сигнала в электрический ток служил селеновый фотоэлемент. Фотофон обеспечивал передачу речи лишь на небольшое расстояние и потому не нашел практического применения. Однако это устройство можно рассматривать, как предшественник появившихся в конце XX в. оптических линий связи. А. Белл пытался построить самолет с движущимися крыльями, создал макет аппарата искусственного дыхания, экспериментировал с овцами с целью вывести породу, дающую большое потомство.

Им было изобретено устройство, позволяющее методом индукции обнаруживать металлические предметы в теле человека, и он довел его до практического применения. За это изобретение Гейдельбергский университет присудил А. Беллу почетную степень доктора медицины. Многие из его идей позже были более полно разработаны другими учеными и инженерами.

Созидательный вклад А. Белла в развитие науки и техники имеет непреходящее значение. В 1881 г. А. Белл был награжден орденом Почетного Легиона, а позже многие научные общества и ассоциации награждали его золотыми и серебряными медалями, 12 университетов мира удостоили его почетной степени доктора наук. В 1898 г. он стал президентом Национального географического общества, которое ранее возглавлял его дед. А. Белл спонсировал ряд научных и медицинских организаций и, в частности, созданную им Ассоциацию помощи глухим.

Александр Грэхем Белл умер 2 августа 1922 г. в местечке Баддек в Новой Шотландии.

Создание автоматического телефонного коммутатора Алмоном Брауном Строуджером

Алмон Браун Строуджер (Almon Brown Strowger)

Алмон Браун Строуджер (Almon Brown Strowger) родился в 1839 г. в пригороде Нью-Йорка. О нем мало что известно: он жил и работал в Канзас-Сити, где ему принадлежало похоронное бюро. В историю А. Строуджер вошел как изобретатель первого автоматического телефонного коммутатора. Толчком к его созданию послужили следующие обстоятельства.

В городе Канзас-Сити была одна ручная телефонная станция, на которой телефонисткой работала жена его конкурента. Она направляла все вызовы, связанные с оказанием ритуальных услуг, в похоронное бюро своего мужа, лишая заказов бюро, хозяином которого был А. Строуджер. Чтобы навсегда защитить не только себя, но и все общество от недобросовестных телефонисток, он решил создать автоматическую телефонную станцию (АТС). Это привело его к изобретению декадно-шагового искателя. Работающую модель искателя А. Строуджер создал в 1888 г., когда ему было 49 лет. На это устройство был получен патент ( US Patent № 447918 10/6/1891). В течение десятков лет данное устройство являлось основным элементом АТС. Для внедрения своей системы А. Строуджер основал в 1892 г. компанию “ Strowger Automatic Telephone ”. Построенные по системе А. Строуджера АТС были весьма надежны и эксплуатировались во всех странах мира вплоть до 70-х годов прошлого века. Такие АТС работают еще и сегодня.

А. Строуджер изобрел и номеронабиратель в виде вращающегося диска, который также в течение десятилетий использовался в выпускаемых промышленностью телефонных аппаратах.

В изобретении коммутатора А. Строуджер не был пионером. Подобное устройство было изобретено еще в 1879 г. американскими инженерами Коноли и МакТайт ( Connolly и McTigthe ). Однако именно благодаря энтузиазму и настойчивости Строуджера идеи автоматической коммутации получили в конце концов практическое применение.

Скончался А. Строуджер в мае 1902 г. в Сант-Петербурге (штат Флорида, США).

Некоторые из них (С. Морзе и М. Лумис), не имея никакой финансовой поддержки, выполняли эксперименты за свои личные средства, ограничивая себя буквально во всем. Только два человека (С. Морзе и А. Белл) достигли мирового признания своих заслуг перед человечеством и еще при жизни были должным образом вознаграждены. Остальные (П.Л. Шиллиг и А. Строуджер) в силу разных причин не смогли достичь триумфа при жизни, хотя их вклад в развитие электросвязи огромен. Судьба же М. Лумиса особенно печальна, так как его постигло почти полное забвение. Непростой оказалась для всех этих людей и проблема закрепления приоритета в создании разработанных ими систем.

Думается, что основоположники электросвязи самозабвенно брались за труднейшие проблемы потому, что понимали, какие блага их решение может принести человечеству. Будучи не только великими тружениками, но и великими альтруистами, ради гуманной идеи они были готовы пожертвовать всем. Разные обстоятельства подвели их к этим проблемам. Возможно, такой энтузиазм был порожден творческим восприятием новых научных открытий в области электротехники, поразивших их своей красотой и грандиозностью открывающихся перспектив создания техники электросвязи, развитие которой позволит кардинально изменить условия жизни людей и сделать их более счастливыми. Грандиозность таких замыслов вводила их в состояние творческого вдохновения, поэтому они не были обескуражены неудачами. Их поддерживала твердая вера в успех, и, игнорируя трудности и скептицизм многих современников, они направляли свою энергию на достижение поставленных целей.

Альберт Эйнштейн считал религиозным человека, “...который в наиболее доступной для него степени освободился от пут эгоистических желаний и проникся мыслями, чувствами и вдохновением, которые захватили его сверхличными ценностями”. С этой точки зрения пионеры в области электросвязи, без сомнения, были людьми глубоко религиозными. И, возможно, их жизнь и дела свидетельствуют о том, что во Вселенной существует высший смысл человеческой жизни.

Литература

1. Гамель И. Исторический очерк электрических телеграфов. - СПб., 1886.
2. Шарле Д. Хек-трик в матче с Атлантикой (Люди и события в истории электротехники и электросвязи), серия изданий "История электросвязи и радиотехники", вып. 2. М.: Международный центр научно-технической информации (МЦНТИ), 2002.
3. Loomis G. Inventor of Wireless Telegraphy, New England Magazine by, v. 24, 1901, p. 145.
4. Информация о М. Лумисе: www.smecc.org
5. Гольдштейн Б.С. Системы коммутации, С.-Петербург: БХВ- Санкт-Петербург, 2003.
6. Информация о Строуджере А.Б.: web.ukonline.co.uk ; www.findagrave.com
7. Einstein A. Sience and Religince, Nature, 1940, 3706.
8. Быховский М.А. Нужны ли в науке споры о приоритете// Электросвязь. - 2004. - № 7.

Статья опубликована в журнале "Электросвязь: история и современность"
Перепечатывается с разрешения редакции.
Статья помещена в музей 23.05.2006 года.