Николай Надеждин – Открытия и изобретения ХХ века. Энциклопедия (страница 3)
Встретив на дороге современный «Мерседес», подумайте о том, что это прямой потомок двух самых первых в истории человечества автомобилей. И очень достойный, следует признать, потомок…
Далее – пунктиром. Что дал нам XIX век?
Пластмассы – искусственные материалы, которых не существует в природе. Первым искусственным материалом стал ксилонит. Этот полимер был получен в 50-е годы XIX века английским химиком Паркесом из смеси нитроцеллюлозы (обработанной нитрирующим раствором клетчатки растений), спирта, камфоры и касторового масла. В 1870 году американец Хайетт усовершенствовал состав ксилонита и получил целлулоид, пластичный искусственный материал, который с 1872 года начал производится промышленным способом. Целлулоид быстро распространился по всему миру и использовался для производства расчесок, игрушек, жестких воротничков, первого полимерного (так называемого «пластического») стекла. Позже целлулоидная пленка была использована в фотографии, а затем и в кинематографии в качестве прозрачной подложки для светочувствительных материалов.
Бумага из целлюлозы. До изобретения в начале XIX столетия немцем Келлером процесса приготовления однородной органической массы из древесного сырья, подвергнутого очистке от смол и других примесей вывариванием, бумагу производили из старого тряпья. Волокна ткани размачивали, измельчали, раскатывали, прессовали и высушивали, получая листы бумаги. Использование вместо вторичного сырья целлюлозы – бумага изготовлялась из древесных волокон по той же технологии – удешевило сам процесс. Более того, целлюлозную массу можно получить из любого волокнистого материала, включая и бумажную макулатуру. Использование макулатуры позволяет экономить древесину, поскольку на изготовление одной тонны бумаги уходит четыре кубометра древесины.
Новая технология производства бумаги многократно удешевило печатное производство – появилась офсетная печатная машина, в разных странах стали выпускаться массовые газеты, резко увеличились тиражи издаваемых книг. Таким образом, одна технология потянула за собой другие. И бумага из древесины самым удивительным образом сказалась на развитии системы образования, наук, средств массовой информации…
Нет, невозможно охватить все изобретения позапрошлого века в одной главе. Это невыполнимая, немыслимая задача. Фотография – от первых опытов Нисефора Ньепса и Луи Дагера, до создания Джорджем Истменом в 1888 году первой в мире массовой фотокамеры. Да, да, в 1888 году в США, а затем и в других странах появились первые фотолаборатории для обработки любительских фотоснимков, а сама фотография стала увлечением миллионов.
Изобретение телевидения. В 1884 году (!) 24-летний (!!) немецкий изобретатель Пауль Нипков (годы жизни 1860—1940) осуществил первую передачу движущегося изображения по однопроводному каналу связи при помощи вращающегося диска со спиральными отверстиями. Этот диск впоследствии был назван «диском Нипкова». Принцип действия телевидения Нипкова (он назвал его «электрическим телескопом») заключается в том, что при вращении диска происходит построчное сканирование изображения. Луч, проходящий через отверстия диска засвечивает фотоэлемент серией последовательных импульсов. Поскольку отверстия расположены по спирали, картинка считывается по горизонтали – точка за точкой, образуя строку. При этом первое отверстие спирали считывает первую строку картинки, второе отверстие – вторую строку, третье – третью. Сложенные вместе строки образуют полный кадр. В приемнике происходит обратное преобразование электрического сигнала. Принятый приемником и усиленный сигнал подается на неоновую лампу и управляет яркостью ее свечения. Перед лампой располагается второй диск Нипкова. При вращении диска глаз видит не весь кадр сразу, а только ту строку, которая высвечивается через проходящее в данный момент отверстие. Благодаря инерционности зрения, отдельные элементы строки сливаются в строку, а отдельные строки – в целое изображение.
Добавим, что механическое телевидение не замерло на стадии теоретических разработок и лабораторных опытов. В 30-е годы XX века и вплоть до начала Второй мировой войны в СССР велись регулярные телепередачи в этой системе телевидения. То есть механическое телевидение некоторое время сосуществовало с более прогрессивным электронным…
Дирижабли, нарезное огнестрельное оружие, телефон, фонограф, лифт, небоскребы… Но тут наступил XX век. И открылась новая страница истории, которой и посвящена эта книга.
Глава 2
Изобретение радио – Попов и Маркони
Формально изобретение радио состоялось ещё в веке XIX. Но настоящая эпоха всеобщего распространения радиосвязи началась только в веке XX. Само изобретение безусловно относится к величайшим достижениям человечества и привлекает наше внимание ещё и вопиющей исторической несправедливостью. Изобретает радио один учёный, славу получает другой. Но… так ли это на самом деле? Давайте попытаемся воссоздать всю последовательность событий, тем более что это очень интересная и увлекательная история.
Изобретение в 1837 году телеграфа Сэмюэлом Морзе и в 1876 году телефона Александром Беллом (укажем годы жизни этого человека – 1847—1922) вроде бы сняли проблему осуществления быстрой и точной связи между отдалёнными территориями и отдельными людьми. К началу XX века газеты Америки получали самую актуальную информацию непосредственно от своих европейских корреспондентов, которые пользовались телеграфом. Европейские издания получали таким же образом сообщения из Северной и Южной Америки. Огромный океан, разделяющий Старый и Новый свет, уже не был неодолимой преградой. Письма с одного конца света в другой шли неделями и месяцами, телеграммам требовались считанные минуты. Телефонная связь сделал жизнь горожан комфортней, а жителей сельской местности – безопасней. Политики, военные, бизнесмены, простые люди – все могли пользоваться доступной телефонной связью, для которой вовсе не требовалось владеть азбукой Морзе (кстати, для просвещённого человека начала прошлого века это знание считалось таким же необходимым, как сегодня – знание хотя бы одного иностранного языка или умения управляться с компьютером). Но оставалась одна серьёзная проблема – и телеграфная, и телефонная связь оставались средствами стационарными и какой-либо мобильностью не обладали.
В полевых условиях, например, в ходе боевых действий, телеграфная, а затем и телефонная связь возводилась прокладкой специального лёгкого кабеля – изолированного провода, который прокладывался прямо по поверхности земли. Когда необходимость в связи отпадала, кабель сматывали на катушку и затем использовали снова. Но эту линию надо было проложить, следить за её исправностью, что в условиях боя не всегда возможно. А как быть с кораблями, к которым телефонный провод не протянешь (в портах во время стоянок, кстати, так и делали – тянули на борт корабля временную линию). А разведывательные воздушные шары (а потом и самолёты)? А связь непосредственно во время движения – на каком-либо транспортном средстве (о персональной связи и речи пока не шло)?
Короче, проблема назрела, и её надо было решать. Тем более что к концу XIX века в мире науки было совершено несколько важных открытий. В частности, в 1888 году немецкий физик Генрих Рудольф Герц (годы жизни 1857—1894) завершил двухлетнюю серию экспериментов с прибором собственной конструкции. Он решил подтвердить практическими опытами теорию электромагнитного поля английского ученого Джеймса Клерка Максвелла (годы жизни 1831—1879). В ходе этих опытов электромагнитные волны, испускаемые проводниками-разрядниками, вызывали искровые разряды между шариками в колебательных контурах. Так было открыто существование электромагнитных волн. Открыто, но не объяснено – долгие годы электромагнитные волны связывали с неким «эфиром», невидимой субствнцией, в которой эти волны и распространялись.
В 1889 году русский ученый Александр Степанович Попов (родился 4 марта 1859 года в посёлке Турьинские Рудники Верхотурского уезда Пермской губернии, сегодня город Краснотурьинск Екатеринбургской области, умер 31 декабря 1905 года в Санкт-Петербурге) вёл курс лекций по электротехнике в Морском инженерном училище в Кронштадте. На лекциях он воспроизвёл опыты Герца, но при этом изменил конструкцию прибора, добиваясь большей чувствительности. В начале 1895 года Попов изобрёл «грозоотметчик», прибор, позволяющий регистрировать приближение грозы на расстоянии до 30 километров. В приборе был использован сконструированный Поповым годом ранее когерер, стеклянная трубка с металлическими опилками. Под воздействием электрического поля приближающейся грозы электропроводимость опилок резко увеличивалась. «Грозоотметчик» состоял из когерера, реле, звонка и длинного вертикального провода, то есть антенны. При улавливании прибором электромагнитных волн от грозовой тучи раздавался звонок. Так был создан первый в мире радиоприемник, который ловил «радиопередачу» грозовой тучи. Оставалось создать передатчик радиосигналов. И вот, 12 марта 1896 года, на заседании физического отделения Российского физико-химического общества, Александр Степанович продемонстрировал действие своего «грозоотметчика» в новом качестве. При помощи простейшего искрового передатчика (гальванического элемента с парой проводников, замыканием которых вызывалась электрическая искра) Попов передал первую в мире радиограмму, принятую «грозоотметчиком» на расстоянии в 250 метров. В радиограмме было всего два слова на «телеграфном языке» Морзе – «Генрих Герц». Изобретение радио стало реальностью…