Какое радио изобретал Маркони

В. Меркулов

В июле 2007 г. исполнилось 110 лет выдачи Г. Маркони (1874 — 1937) первого патента на изобретение беспроволочной телеграфии. Окончательному оформлению документа предшествовала предварительная заявка.

В публикуемой в этом номере статье рассказано об изучении текста заявки и событиях, сопутствующих ее появлению и экспертизе.

А. С. Попов начинал

Автор этой статьи заинтересовался ее темой в 2005 г. во время, предшествующее юбилейной дате — 110-летию со дня исторического заседания физического отделения Русского физико-химического общества (РФХО) в Санкт-Петербурге, выступления там А. С. Попова (1859—1906) с докладом “Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям” и демонстрации “прибора, предназначенного для показывания быстрых колебаний” [1]. Просмотрел и изучил многие отечественные книжные и журнальные публикации [2, 3], подборки материалов в Интернете. Удостоверился в свободе доступа к музейным и архивным документам, свидетельствующим о первенстве Попова в изобретении радио. Уместно пояснить, что не совсем корректное, но утвердившееся в отечественной и зарубежной литературе сочетание слов “изобретение радио” было введено российским академиком А. И. Бергом (1893—1979) в 1945 г. в [4].

Обратил автор внимание и на отдельные работы [5, 6], излагающие свое видение преимущественной роли Маркони в становлении и развитии телеграфии без проводов в конце ХIХ века. С большим интересом прочитал в Интернете множество зарубежных англоязычных (английских и американских) статей, посвященных рождению радиотелеграфии. Некоторые из них, например [7], отдают должное Попову в проведении первых сеансов связи с генераторами часто повторяющихся импульсных сигналов, однако все-таки не соглашаются с его приоритетом по отношению к Маркони.

В подавляющем же большинстве материалов (неподдающихся исчислению) и вовсе утверждается, что Маркони приступил к проведению опытов по передаче и приему электромагнитных возмущений в 1894 г, т. е. на год раньше публичного выступления Попова на известном заседании РФХО, завуалировано подсказывается, что именно тогда и было изобретено радио.

Давайте посмотрим документы

Все исследованное показалось автору чрезвычайно интересным. Естественно, захотелось взглянуть на документы, было решено посмотреть их. И тут выяснилось, что все, касающееся Попова, — правда, официальные бумаги есть. Что же касается Маркони? Не существует никаких документов, подтверждающих хоть какие-нибудь работы по беспроводной телеграфии, выполненные им в 1894 —1895 гг. Нельзя же серьезно относиться, например, к мемуарам не знавшего грамоты садовника семьи Маркони, пересказанным письменно его сыном, или дочери Маркони, родившейся в 1908 г

Сам Маркони в ответном выступлении при вручении ему Нобелевской премии по физике в 1909 г заявил, что «регулярно никогда не занимался физикой и электротехникой. У себя дома в Италии, близ Болоньи (в родовом поместье), стал проводить исследования и опыты по беспроводной передаче телеграфных знаков и символов посредством Герцевских волн лишь в начале 1895 г. ». Однако и это заявление не может служить фактологическим подтверждением. В то время Маркони шел лишь 21-й год и он не имел даже средне-технического образования.

Первый известный документ обращения Маркони к беспроводной телеграфии появился только 2 июня 1896 г. (на 13 месяцев позже официального выступления Попова в РФХО!). Это была легендарная предварительная заявка (П3) на изобретение (патент) в Британское патентное бюро (БПБ) под № 12039 [8]. Историкам изобретений известно немало случаев одновременного проведения исследовательских работ в отдаленных друг от друга странах, и разница в 13 месяцев считается существенной.

Так, Александр Балл (1847—1922) признан изобретателем телефона, хотя свою заявку в 1876 г. он подал всего лишь на два часа раньше соперника Э. Грея (1835—1901). Здесь же — 13 месяцев! Однако зарубежные популяризаторы ранней истории беспроволочной связи все-таки сходятся во мнении, что основополагающее техническое решение по радиотелеграфии, схемы приемно-передающей аппаратуры показаны Маркони в ПЗ №12039, а не Поповым на упомянутом историческом заседании РФХО.

За прошедшие более чем 100 лет в защиту приоритета британского изобретения исписаны десятки тысяч текстовых и иллюстративных страниц. Юмор, фарс и трагедия ситуации заключаются в том, что никто из ходатайствующих за Маркони авторов никогда даже не видел полного текста ПЗ №12039. Убедился в этом автор статьи, когда сам решил с ней познакомиться, — ее нигде не было. Она никогда не публиковалась в открытой печати, с нее не снимали копии для музеев, общедоступных архивов и др.

Тогда автор решил сделать запрос в БПБ. Оттуда пришло удивительное сообщение — «в анналах бюро патентов предварительная заявка за №12039 не хранится, за давностью времени и ненадобностью она в свое время была уничтожена».

После многократных письменных обращений и разговоров по телефону удалось все-таки проследить жизненный путь этой ПЗ. Через непродолжительное время после подачи, положительного решения и последующей выдачи по ней патента, она была изъята из БПБ и передана на хранение в «Корпорацию Маркони» ( MARCONI CORPORATION ).

Феномен Маркони

В 2004 г MARCONI CORPORATION рассекретила коллекцию Маркони. Образцы техники были переданы на хранение в Музей истории науки английского Оксфордского университета, письменные документы — в библиотеку учебного заведения. Сейчас с первой страницей ПЗ № 12039 может ознакомиться любой желающий в Интернете [9] Автору удалось получить полный текст этой ПЗ (за ощутимую сумму денег).

Документ включает в себя два листа стандартного размера (формата А4), исписанные печатным шрифтом с одной стороны, и конверт, куда их вкладывают. Самым большим “откровением” документа оказалось то, что он не содержит иллюстративного материала. Заявитель не поместил в него ни схемы, ни диаграммы, ни чертежи устройств. Спрашивается, о каком превосходстве, например, радиотелеграфного приемника Маркони, можно вести речь, если даже по прошествии 13 месяцев после выступления Попова в РФХО схема приемного устройства Маркони не была обнародована?

рис. 1. Фрагмент титульного листа предварительной заявки на изобретение, поданной Г. Маркони в Британское патентное бюро 2 июня 1896г.

Наименование предложенного на экспертизу изобретения — «Усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов и в аппаратуре для этого». Великое множество популяризаторов творчества Маркони восторженно приняли текст этого заголовка. Однако термин «усовершенствование» сразу же настораживает, из него вытекает, что автор предлагает не что-нибудь новое, а лишь усовершенствования чего-то уже известного. Перечисление «усовершенствований» начинается сразу же в первом абзаце титульного листа (фрагмент его показан на рис. 1) после представления формальных сведений об авторе: «Соответствующие этому изобретению электрические действия или проявления передаются через воздух, землю, воду путем электрических колебаний высокой частоты» (фраза выделена автором в рамку).

Поместив это утверждение в официальный документ, заявитель «прокололся по-крупному». Сказанное означает, что ко времени подачи заявки претендент на изобретение радио не был знаком с ранее выполненными теоретическими и практическими работами Г. Герца (1857 — 1994) и Н. Тесла (1856 — 1943) и сам не проводил практических экспериментальных работ. Если бы он их провел, то быстро убедился, что электрические колебания высокой частоты (электромагнитные колебания — ЭМК) сквозь землю и воду не проходят.

К другим основным «усовершенствованиям» относятся предложения: сделать герметичной стеклянную трубку-детектор с металлическими опилками, а также по известному ему уже тогда методу Попова автоматически встряхивать трубку после прохождения по детектору полезного сигнала. К трубке с обеих концов предлагается присоединить металлические пластины «подходящей длины, чтобы вызвать электрический резонанс в унисон с электрическими колебаниями передатчика».

Следует указать, что в ПЗ отсутствуют пояснения по внешнему улавливателю ЭМК, термин «антенна» отсутствует. Под пластинами «подходящей длины», скорее всего, подразумевается плоскостная антенна, известная по экспериментам Герца. Нужно признать также, что ПЗ, помимо весьма ограниченного технического описания, «грешит» еще весьма алогичным изложением материала, с трудом постигаемого даже с учетом многозначности многих английских слов, Она больше похожа на набор тезисов или заявление о намерениях.

рис. 5.Фрагмент предварительной заявки на изобретение, поданной Г. Маркони

Сформулированное вначале нелепое и голословное утверждение повторено еще раз в конце текста, представленном на рис. 5. В предпоследнем абзаце (также выделенном в рамку) сказано о том, что не проверялось практически и чего в реальности не существует: «Когда передачи идут через землю или воду, я присоединяю один конец трубки или контакта (от автора — имеется ввиду детектора) к земле, а другие концы к предпочтительно похожим друг на друга изолированным земли проводникам или пластинам воздухе».

Изобретение Попова прибыло в Англию

Рис. 6. Известный итальянский физик профессор А. Риги

«Прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний» Попова в 1896 г со всеми подробностями был представлен в январском номере РФХО [10], имевшем европейскую рассылку. В этом же месяце журнал поступил в библиотеку университета итальянского города Болонья (хранится там до сих пор), где с ним ознакомился известный итальянский физик профессор А. Риги (1850—1920), показанный на рис. 6. Занятия Риги как раз и посещал вольнослушатель Маркони.

Рис. 7. Главный инженер телеграфа Великобритании В. Прис

В феврале 1896 г . Маркони, имея «секретную» схему и коробку с деталями, отбыл в Лондон, где по родственным каналам был представлен аристократу голубых кровей главному инженеру телеграфа Великобритании В. Прису (1834 — 1913), изображенному на рис. 7. Своей настойчивостью, целеустремленностью и деловой хваткой Маркони произвел на Приса самое выгодное впечатление.

Начиная с февраля 1896 г . Прис содействовал технической проверке и доработке приемно-передающей аппаратуры, помогал Маркони в составлении первой в его жизни заявки. По тексту ПЗ «проступают» отдельные рационализаторские «телеграфные» предложения, например, по искрогашению контактов реле шунтирующими резисторами и др. Однако, как уже сказано, не все получилось гладко.

Прис находился в хороших научно-технических и приятельских отношениях с известным английским физиком О. Д. Лоджем (1851 — 1940). Знаменитый немецкий физик Г. Герц работами, проведенными в 1880-х годах, экспериментально доказал распространение ЭМК в пустом пространстве со скоростью света. После этого Лоджем было показано распространение ЭМК в проводниках и также с той же скоростью.

Следует отметить, что Прис и Лодж относились к характерному для науки типу образованных и высокоэрудированных руководителей, но недостаточно способных на техническую разработку и реализацию теоретических идей на практике [11]. Интересно вспомнить также, что О. Д. Лодж увлекался спиритизмом и в возрасте восьмидесяти лет обещал после смерти передать сообщение с того света. До ухода из жизни он написал текст этого сообщения и оставил на сохранение для того, чтобы можно было сравнить его с полученной радиограммой. Передать такой привет никому еще не удавалось, О. Д. Лодж тоже пока хранит молчание.

Свои соображения о прохождении ЭМК по проводникам и другим физическим средам Лодж до конца не проверил. Можно предположить, что и он, и Прис полагали, что если ЭМК, как и электрический ток, с одинаковой скоростью «бегут» по металлическим проводам, то ЭМК также побегут и в других средах, в том числе в толще земли и воды. Проходимость ЭМК сквозь землю и воду Прис надеялся использовать для связи с угольными шахтами и подводными лодками. Весьма возможно, именно поэтому, по рекомендации Приса, Маркони и вписал в представленный первый абзац ПЗ ошибочное положение о способности ЭМК проникать через землю и воду и повторил в конце.

Попутно следует заметить, что к тому времени, когда Маркони сочинял заявку Лоджем для стеклянной трубки-детектора с металлическими опилками был придуман термин «когерер», утвердившийся в дальнейшем. Однако по соображениям патентной чистоты и вероятных претензий Лоджа этот термин по распоряжению Приса не был использован Маркони.

Продвижение к успеху

Рис. 2. Г. Маркони (справа) и его ассистент Дж. Кемп при испытании приемного аппарата для телеграфии без проводов.

В автобиографии Маркони сообщает, что Прис неоднократно наблюдал включение и тестирование его приемно-передающих приборов в помещениях технической службы телеграфного ведомства. В июле 1896 г он попросил провести демонстрацию работы аппаратуры перед ответственными сотрудниками Лондонского отделения организации. Были показаны передача и прием импульсных сигналов в зданиях, отстоящих на 400 м. Тогда же Прис распорядился прикрепить к Маркони ассистента — высококвалифицированного инженера-телеграфиста Дж. Кемпа (1858— 1933). Он стал пожизненным помощником и руководителем ряда работ у Маркони. Их обоих можно видеть на рис. 2 (Маркони справа).

Рис. 3 Передающая антенна с параболическим рефлектором

Рис. 4 Приемник радиотелеграфных сообщений со звонком, их регистрирующим

Было решено пригласить представителей армии и флота на смотр новой техники связи. Испытания проходили 2 сентября 1896 г . в местечке Солсбери под Лондоном ( 130 км на юг) при большой аудитории. Известно, что передатчик состоял из вырабатывающей ЭДС самоиндукции катушки Г. Румкорфа (1803 — 1877), соединенной с разрядником, аналогичным разработанному Риги в Болонье. Показаны были несколько модификаций приборов: передающие устройства с антеннами из длинного провода и в виде параболического рефлектора, представленного на рис. 3 и имеющего габариты 61 (ширина) х 81 (высота) х 30 (глубина) см; приемники с печатающим механизмом (ПМ), как на рис. 8, и антеннами в виде длинного провода и параболического рефлектора 61 х81 х30 см, но без ПМ, как на рис. 9. Ни в одном из приемников не были применены указанные в тексте ПЗ плоские металлические пластины, присоединенные к трубке-детектору. Схемы приемников не раскрывались.

Рис. 8 Приемники с печатающим механизмом

Рис. 9 Приемники с антеннами в виде длинного провода и параболического рефлектора, но без ПМ

Результаты испытаний разочаровали военных. С трехметровой наружной антенной приемники могли ловить сигналы на расстоянии менее 0,5 км, что потенциальных заказчиков никак не удовлетворило. Передатчик и приемник с параболическими рефлекторами показали дальность 2,5 км, но представителей флота тоже не устроили, поскольку рефлекторы требовали ориентирования друг на друга, что на плывущем судне обеспечить почти невозможно. По этой причине в дальнейшем рефлекторные антенны применяли только на суше для стационарных объектов.

Следующая встреча с военными проходила в марте 1897 г. также в Солсбери. Происшедшее там стало известно корреспондентам некоторых газет, назвавшим событие «аттракционом». Антенна приемника длиной 40 м была поднята на высоту газовым баллоном («минивоздушным шаром»). Однако дальность приема все равно не превысила 5 км. Приемно-передающие устройства с рефлекторами в испытаниях не участвовали. В практическую возможность эксплуатации техники нового вида связи военные опять же не поверили.

В дневнике Кемпа, который он начал вести с июля 1896 г, записано, что по предложению Приса 12 декабря 1896 г в конференц-зале (Toynbee Hall) Лондонского филантропического образовательного института, расположенного в восточной части города, состоялось первое официальное публичное представление беспроволочной телеграфии. Интересующиеся современными достижениями немногочисленные представители научной интеллигенции и прессы увидели закрытые черные ящики, с которыми расхаживали Прис на сцене и Маркони в зале. При нажатии Присом телеграфного ключа у Маркони срабатывал расположенный наверху корпуса звонок, который виден на рис. 4, демонстрации произвели сильное впечатление. Публике понравилась манера поведения Маркони. На другой день в газетах появились похвальные статьи, впервые упоминавшие Маркони в широкой прессе. Фонды MARCONI CORPORATION не располагают копиями статей-откликов на событие, происшедшее в конце 1896 г

Во всех первых демонстрациях беспроводной приемно-передающей аппаратуры с лекциями и разъяснениями выступал Прис. Не делалось никаких сообщений о поданной заявке на патент и проводимой самим Присом ее экспертизе по поручению БПБ. Маркони представлялся присутствующим всего лишь подающим надежды ассистентом, молчаливо выполняющим распоряжения Приса.

Постфактум

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, повторив, что в ПЗ №12039 не даны схемы и чертежи аппаратуры, текстовая часть «грешит» несуразицей, редкой для такого рода официальных описаний, не содержит связного и понятного изложения работы приемника, вокруг схемы и конструкции которого, собственно, и идут споры вот уже более 100 лет. На всех сеансах связи, проведенных Присом и Маркони в 1896 г, существо изобретения не раскрывалось, схемы устройств также не довелось видеть никому. Однако некие конкретные передатчики и приемники были. Возможно, что и те самые из «коллекции Маркони», датированные 1896 г, ныне хранящиеся в музее Оксфордского университета. Но доверять этому полностью не следует. Они не снабжены документами, показывающими привязку их к 1896 г, и более похожи на аппараты, изготовленные в последующие годы.

На основании изложенного можно судить, что по прошествии 20 месяцев после выступления Попова на заседании РФХО у Приса и Маркони еще не было «изобретения радио».

Литература

1. Попов А. С. 0б отношении металлических порошков к электрическим колебаниям. — Журнал РФХО. 1895, вып. 8, часть физическая.
2. Марченков В. Первый радиотехник А. С. Попов. — Радио, 1995. № 3, с.7 — 9. Интернет-версия: http://www.anklab.pirit.info/press/paguo/1995/03/art -04_. html
3. Мишенков С. 7 мая исполняется 110 лет радио и 60 лет Дню радио! — Радио, 2005, № 5, с. 4—6.
4. Изобретение радио А. С. Поповым. Сборник документов и материалов, вып. 2, под ред. А. И. Берга. — М.-Л.: изд-во АН СССР, 1945.
5. Крыжановский Л., Рыбак Дж. Гульельмо Маркони и зарождение радиосвязи. — Радио, 1995. № 1, с.15, 16.
6. Шапкин В. И. Радио: открытие и изобретение. — М.: ДМК ПРЕСС, 2005.
7. http://www.britannica.com/eb/article-9060849/Aleksandr-Popov
8. Marconi G. Improvements in transmitting electrical impulses and signals, and in apparatus therefore. — Brit. Patent. № 12039. Date of application 2 June 1896.
9. http://www.radiomarconi.com/marconi/brevetto12039.html
10. Попов А. С. Прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний. — Журнал РФХО. 1896. том 28. часть физическая.
11. Голышко А. О «параллельных» жизнях. — Радио, 2006, № 2. с. 32, 33.

В продолжение темы: Меркулов В. Когда и кем было изобретено радио

Статья опубликована в журнале «Радио»
Перепечатывается с разрешения автора и редакции.
Статья помещена в музей 9.10.2007