Так кто же изобрёл радио: Гульельмо Маркони или Александр Попов?
Попов, возможно, был первым — но он не запатентовал свои изобретения и не пытался их коммерциализировать
В 1895 году русский физик Александр Попов использовал свой инструмент для исследования гроз для демонстрации передачи радиоволн
Кто изобрёл радио? Ваш ответ, вероятно, будет зависеть от того, откуда вы родом.
7 мая 1945 года Большой театр в Москве был забит учёными и государственными деятелями из коммунистической партии Советского Союза, праздновавшими 50-летний юбилей первой демонстрации радио, проведённой Александром Поповым. Это была возможность воздать почести отечественному изобретателю и попытаться увести исторические записи в сторону от достижений Гульельмо Маркони, которого во многих странах мира признают изобретателем радио. 7 мая было объявлено в СССР днём радио, который празднуется по сей день и в России.
Заявление о приоритете Попова как изобретателя радио основывается на прочитанной им 7 мая 1895 года лекции «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям» в Санкт-Петербургском университете.
Александр Попов разработал первое радио, способное передавать азбуку Морзе
Устройство Попова было простым когерером [«трубкой Бранли»] – стеклянной колбой, внутри которой находятся металлические опилки, а наружу выходят два электрода, расположенных в нескольких сантиметрах друг от друга. Устройство было основано на работах французского физика Эдуарда Бранли, описавшего подобную схему в 1890-м, и на работах английского физика Оливера Лоджа, улучшившего устройство в 1893-м. Изначально сопротивление электродов велико, но если на них подать электрический импульс, появится путь для прохождения тока с небольшим сопротивлением. Ток пойдёт, но потом металлические опилки начнут комковаться и сопротивление вырастет. Когерер нужно трясти или постукивать по нему каждый раз, чтобы заново рассыпать опилки.
По информации центрального музея связи имени А. С. Попова в Санкт-Петербурге, устройство Попова было первым радиоприёмником, способным распознавать сигналы по их длительности. Он использовал когерерный индикатор Лоджа и добавил поляризованное реле телеграфа, работавшее как усилитель постоянного тока. Реле позволило Попову соединять выход приёмника с электрическим звоночком, устройством записи или телеграфом, и получать электромеханическую обратную связь. Фото такого устройства со звонком из коллекции музея приведено в начале статьи. Обратная связь автоматически возвращала когерер в исходное состояние. Когда звонок звенел, когерер автоматически трясся.
24 марта 1896 года Попов провёл ещё одну революционную публичную демонстрацию прибора – на этот раз уже передавая информацию азбукой Морзе по беспроводному телеграфу. И снова находясь в Санкт-Петербургском университете, на заседании Русского физико-химического общества, Попов пересылал сигналы между двумя зданиями, находившимися в 243 метрах друг от друга. Профессор стоял у доски во втором здании, записывая принимаемые азбукой Морзе буквы. В результате получились слова: Генрих Герц.
Такие, как у Попова, схемы на основе когерера стали основой для радиооборудования первого поколения. Их продолжали использовать до 1907 года, когда им на смену пришли приёмники на кристаллических детекторах.
Попов и Маркони относились к радио совершенно по-разному
Попов был современником Маркони, однако они разрабатывали свою аппаратуру независимо, не зная друг о друге. В точности определить первенство сложно из-за неадекватного документирования событий, спорных определений того, что считать радио, и национальной гордости.
Одна из причин, по которой в некоторых странах первенство отдают Маркони, заключается в том, что он был больше осведомлён о тонкостях интеллектуальной собственности. Один из наилучших способов сохранить за собой место в истории – зарегистрировать патенты и вовремя опубликовать свои открытия. Попов этого не делал. Он не подавал заявку на патент для своего детектора молний, и официальных записей о его демонстрации, проведённой 24 марта 1896 года, не существует. В итоге он забросил разработку радио и занялся недавно открытыми рентгеновскими лучами.
Маркони же подал заявку на патент в Британии 2 июня 1896 года, и она стала первой заявкой из области радиотелеграфии. Он быстро собрал инвестиции, необходимые для коммерциализации своей системы, создал крупное промышленное предприятие, и поэтому во многих странах за пределами России считается изобретателем радио.
Хотя Попов и не пытался коммерциализировать радио с целью передачи сообщений, он видел его потенциал в использовании для записи атмосферных возмущений – как детектора молний. В июле 1895 года он установил первый детектор молний в метеорологической обсерватории Лесного института в Санкт-Петербурге. Он был способен обнаруживать грозы, идущие на расстоянии до 50 км. Второй детектор в следующем году он установил на Всероссийской мануфактурной выставке, проходившей в Нижнем Новгороде, в 400 км от Москвы.
Через несколько лет после этого часовая компания Hoser Victor в Будапеште начала производство детекторов молний на основе разработок Попова.
Устройство Попова попало в Южную Африку
Одна из его машин добралась даже до Южной Африки, проделав путь в 13 000 км. Сегодня её выставляют в музее Южно-Африканского института инженеров-электриков (SAIEE) в Йоханнесбурге.
Музеям не всегда точно известны подробности истории их собственных экспонатов. Происхождение устаревшего оборудования отследить особенно трудно. Музейные записи неполны, персонал часто меняется, и в результате из памяти организации могут пропадать сведения о каком-либо объекте и его исторической важности.
Так могло случиться и с детектором Попова в Южной Африке, если бы не острый глаз Дёрка Вермюлена, инженера-электрика и давнишнего члена группы любителей истории при SAIEE. Много лет Вермюлен считал, что этот экспонат является старым амперметром с возможностью записи показаний, использовавшимся для измерения силы тока. Однако однажды он решил получше изучить экспонат. К своему восторгу он обнаружил, что это, возможно, самый старый из экспонатов в коллекции SAIEE, и единственный сохранившийся прибор Йоханнесбургской метеорологической станции.
Детектор молний Попова с Йоханнесбургской метеорологической станции, выставляющийся в музее Южно-Африканского института инженеров-электриков.
В 1903 году колониальное правительство заказало детектор Попова среди прочего оборудования, необходимого для недавно открытой станции, расположенной на холме на восточной границе города. Схема этого детектора совпадает с оригинальной разработкой Попова, за исключением того, что тремблер, встряхивавший опилки, также отклонял записывающую ручку. Полотно для записей было обёрнуто вокруг алюминиевого барабана, делавшего оборот раз в час. С каждым оборотом барабана отдельный винт сдвигал полотно на 2 мм, в результате чего оборудование могло вести записи событий несколько дней подряд.
Вермюлен описал свою находку для декабрьского номера журнала Proceedings of the IEEE от 2000 года. Он, к сожалению, покинул нас в прошлом году, но его коллега Макс Кларк смог прислать нам фотографию Южно-Африканского детектора. Вермюлен активно агитировал за создание музея коллекции артефактов, хранящихся в SAIEE, и добился своего в 2014-м. Кажется справедливым в статье, посвящённой пионерам радиосвязи, отметить заслуги Вермюлена, и вспомнить о найденном им детекторе радиоволн.
Гульельмо Маркони — беспроволочный телеграф. История успеха.
Что было до Маркони
Послание в бутылке отданное воле морских волн — это был единственный способ послать сигнал бедствия с корабля, пока в конце 19-го века не вышел на сцену Маркони. В эфире царила полная тишина. Вызвать помощь можно было только по кабелю, но кабель лежал на морском дне.
Сигналы по кабелю передавались азбукой Морзе. В азбуке Морзе каждой букве соответствует комбинация точек и тире — длинных и коротких электрических импульсов. Но через несколько лет у кабеля появился серьёзный соперник.
Маркони выходит на сцену
Древний университетский город Болонья любит похвастаться своей атмосферой, идеально подходящей для таких изобретателей как Маркони-её самого знаменитого сына. Даже сегодня радиооператоров называют в Италии — марконисти.
С детства его интересовало электричество. Работая с ведущими учёными он набирался знаний, необходимых для его изобретений. Он никогда не достиг бы этого получая традиционное образование. Благодаря матери ирландке дети говорили по-английски также бегло как и по-итальянски. А ещё Гульельмо играл на пианино.
В двадцать лет на каникулах он прочёл статью об экспериментах немецкого физика Генриха Герца и поставил перед собой цель добиться передачи сообщений с помощью электромагнитных волн. Искра проскакивает между двумя проводами под напряжением. Она излучает электромагнитную радиацию и вызывает вторую искру в приемнике. Излучение распространяется во все стороны как световые волны. Это явление лежало в основе работ Герца.
В то же время Александр Попов ставил опыты с атмосферным электричеством. Он создал стержневую антенну для прибора, предупреждающего о грозах. Во Франции Эдуард Бранли изобрел когерер — более эффективный вид приемника. Он состоит из трубки с железными опилками. Они сплавлялись при получении сигнала и замыкали цепь.
Маркони добавил в прибор ключ, который снова разделял опилки, готовя их к следующему сигналу.
Он работал как одержимый на верхнем этаже, в доме своих родителей. Отец считал его занятие пустой тратой времени, но мать верила в него и даже носила ему еду в лабораторию.
Изобретение
Через два года он заставил электрический звонок зазвонить с расстояния девяти метров и с помощью плоской металлической антенны передал сигнал азбукой Морзе. Металлическую пластину вскоре сменила проволочная антенна, установленная в саду. Она позволяла передавать сигнал на большие расстояния при большей длине волны.
Но когда он обнаружил принцип заземления радиус увеличился до сотен метров. Затем он попытался передать сигнал за пределы видимости. Его брат взял винтовку чтобы выстрелить из неё, если примет сигнал. Помощник нёс приёмник. Они отошли на 2,5 километра. На столе стояло много раз испытанное оборудование-телеграфный ключ, шары для искрового промежутка, индуктор, батарея. Он первым использовал одну антенну для передачи и приёма.
Он послал ключом три коротких импульса. Они вызвали три искры, создавшие электромагнитные волны. И вот итог-его сигналы полетели через леса, стены, туманы, ночную тьму, пересекли моря и океаны.
Электрический ток вызывает вибрацию электронов в антенне, они создают радиоволны. Но во времена Маркони об электронах ничего не знали.
В Италии изобретением не заинтересовались, и Маркони поехал в Британию. Он подумал, что её огромному флоту может пригодиться беспроводная передача. Инженеры почтовой службы поддержали его, хотя не без скептицизма.
С помощью антенн, поддерживающих воздушным змеем, Маркони достиг диапазона в 15 километров над водой и послал первую беспроволочную телеграмму. Король Италии наконец опомнился и послал за 24 летним королём эфира. Итальянские военные суда были оборудованы его аппаратами.
Диапазон частот оставался широким, но его хватало чтобы, например, вызвать подмогу. Разнеслась молва, что корабли с прибором Маркони безопаснее.
Главной проблемой было — как отделить сообщения от сумятицы звуковых волн. Усовершенствование приёмника, сделавшее возможным точную настройку, улучшило их работу. Кроме оборудования Маркони создал новую профессию — радист.
Беспроволочный телеграф и увеличение дальности действия
Он поставил одно условие — сообщения должны были посылаться только на его станции. Эффективная монополия. Всего у Маркони было 800 патентов на беспроволочный телеграф. Радио впервые использовали в уголовном розыске, когда женоубийцу доктора Гриппина арестовали на корабле, плывшем в Америку. Беспроволочный сигнал успел вовремя. Когда затонул Титаник 6780 пассажиров спаслись благодаря сигналу SOS, переданному судовым радистом. После этой катастрофы были назначены аварийные частоты.
Карикатуристы изображали Маркони, торгующегося с Нептуном за души людей. За 11 лет до этого Маркони тайно готовился к попытке послать сигнал через Атлантику. Он построил самую большую передающую станцию в Польду на Юго-Восточном побережье Англии. Она строилась год, но Маркони никому не говорил о своих планах. Антенны повредила зимняя буря, но в декабре 1901 года он сообщил что принял сигнал прошедший 3200 километров через Атлантику.
В его дневнике значились лишь частоты и едва разборчиво время приёма. Это сенсационное событие доказало неправоту учёных, считавших что радиоволны уйдут в космос. Но длинные волны в диапазоне от 1000 до 10000 метров не поднимаются выше ионосферы. Электропроводность земли заставляет их двигаться параллельно её поверхности.
За несколько лет до этого Маркони стал жертвой промышленного шпионажа в Англии. Шпионом был немецкий физик Слаббе. Он уже проводил опыты с радио волнами как и профессор Карл Браун, который изобрёл новую систему передачи. Он разделил с Маркони Нобелевскую премию по физике 1909 года.
Объединить усилия немецких учёных смог кайзер Вильгельм. Он хотел разрушить монополию Маркони. По его инициативе была создана компания Телефункен. Её история ещё одна история успеха.
Радио по всему миру
Немцы требовали открыть эфир на всех частотах и добились этой цели на международной конференции. Вскоре немецкая радиостанция в Науэне стала крупнейшей в мире.
В отличие от сигналов Морзе, передача речи и музыки включает сложные формы волн, которые надо было как-то присоединить к волне-носителю. Предпосылкой для, так называемой модуляции, стало изобретение диода, а вскоре и триода. Сейчас их, в основном, заменили транзисторы.
Первым описанием диода мы обязаны английскому профессору сэру Джону Флемингу. Он хотел сделать радиосигнал видимым, так как плохо слышал. Случайно он наткнулся на принцип детектирования и усиления.
Маркони немедленно за него ухватился. Он был одним из основателем Би-Би-Си.
В старости любимым прибежищем Маркони была яхта Электра. Он превратил её в плавучую лабораторию, где неустанно изучал принципы радара и прежде всего короткие волны с их огромным радиусом действия. Он не знал что эти волны, распространяющиеся вверх, частично отражает ионосфера.
Ионосфера — это электрически заряженный слой атмосферы от 100 до 400 километров над землёй. Он отражает волны с длиной от 10 до 100 метров. Между поверхностными и отражёнными волнами находится мёртвая зона. При некоторых условиях короткие волны отражаются внутри ионосферы. Таким образом они могут облететь весь мир семь раз в секунду почти не утратив силы сигнала со скоростью света и во всех направлениях.
Мечта сбывается
Так сбылась мечта Маркони о всемирной радиосети. Он был воплощением учёного, чей идеал поставить природу на службу человечеству. Его интересовала не политика, а только практика. Это было его величайшей силой и слабостью.
Когда он умер все радиостанции мира соблюдали двухминутное радиомолчание. На эти минуты в эфире воцарилась та же тишина, что и до его выхода на сцену.
10 лет спустя, с открытием транзистора, были заложены основы современной электроники. Последний осязаемый процесс — искра — тоже давно ушёл из радиотехники.
Длинные и средние волны постепенно забросили. Музыку, например, передают в диапазоне УКВ — ультра коротких волн. Короткие волны остались радиолюбителям.
Гульельмо Маркони родился в городе Болонья (Италия) 25 апреля 1874 года. Его отец – Джузеппе Маркони – был землевладельцем и итальянцем по национальности. Мать – Анни Джеймсон – ирландкой. Также у Гульельмо был старший брат.
Сначала Гульельмо получил домашнее образование. Он занимался с учителями в своем родном городе, а также во Флоренции. В 1887 году мальчик переехал в Ливорно, где поступил в техническое училище. Здесь ему в руки попали работы Генриха Герца и Николы Теслы. Они пробудили в Маркони нешуточный интерес к физике, в частности, к способам передачи электромагнитных сигналов на расстояние.
В 1894 году Маркони удалось найти себе наставника. Им стал известный итальянский ученый, профессор физики Аугусто Рига, который как раз занимался вопросами теории электричества. Юноша увлеченно изучает труды своего учителя и других светил науки того времени: Максвелла, Бранли и Лоджа.
В 1895 году Маркони переходит от теории к практике, пытаясь использовать волны Герца для передачи сигналов на большие расстояния. В поместье своего отца он пытается создать некий аналог современной сигнализации. Для этого он применил вибратор Герца и когерер Бранли, который улавливал волны Герца и превращал их в электроток. С их помощью юному ученому удалось передать импульс на звонок, находящийся с другой стороны поместья.
С результатами своего эксперимента Маркони отправился в министерство почты и телеграфа, где предложил использовать подобную систему для беспроводной связи. На тот момент труды ученого никто не оценил, и он получил отказ.
Первая неудача не остановила научные эксперименты Маркони, а только усилила их интенсивность. Ученый решил усовершенствовать использованный ранее когерер. Для этого в цепь передатчика он включил телеграфный ключ, а вибратор Герца заземлил и присоединил к тонкой металлической пластинке, расположенной на большой высоте. Такая импровизированная антенна увеличила дальность передачи до 1,5 миль.
Отчаявшись получить заслуженные дивиденды от итальянского правительства, в 1896 году Маркони отправляется в Великобританию. Здесь, с помощью двоюродного брата, он получил патент на свой беспроволочный аппарат. Сразу после этого он наглядно демонстрировал его работу, передавая сигналы из здания почтамта в Лондоне на расстояние до 1,5 км.
Демонстрация не осталась без внимания – молодого ученого приметил известный физик В. Прис, который, по совместительству, был директором британского телеграфа. Он помог Маркони усовершенствовать свое изобретение и подать уже вторую патентную заявку, которая датируется 2 июня 1896 года. Как и в первый раз, не обошлось без показательного выступления – Маркони передал радиограмму на 3 км в долине Солсбери.
В это же время Маркони получает повестку в армию от итальянского правительства, согласно которой он должен три года нести службу на родине. Ученому чудом удалось избежать переезда, устроившись курсантом в военно-морское училище, которое было открыто при итальянском посольстве.
В октябре 1897 года дистанционную характеристику аппарата удалось расширить уже до 21 км. В ноябре под руководством Маркони была построена радиостанция на острове Уайт, что позволило связать его с материком. Расстояние между ними равняется 23 км. Следующим этапом стала передача сигнала через Ла-Манш (28 миль). Для этого Маркони понадобились мощные антенны, каждая из которых достигала высоты в 150 футов.
В 1898 году, воспользовавшись работами Оливера Лоджа и Фердинанда Брауна, Маркони модернизировал свой передатчик – в нем появилась катушка настройки и конденсатор. Благодаря этим нововведениям, ученый практически исключил затухание сигнала и многократно увеличил его энергию. Кроме того, появилась возможность более точно настраивать аппарат на определенную частоту колебаний, игнорируя сигналы всех остальных антенн. Эту версию прибора Маркони запатентовал в 1900 году.
В конце 1900 года радиус работы передатчика Маркони составлял уже 150 миль, а в 1901 году – 186. Это позволило обеспечить беспроводную связь между многими населенными пунктами Англии. К концу года, с помощью азбуки Морзе, сообщение удалось передать из Корноулла на остров Нью-Фаундленд. Сигнал преодолел Атлантический океан, что составило 2100 миль.
В 1905 году Маркони запатентовал направленную передачу сигналов, а через два года основал первую в своем роде трансатлантическую службу беспроводной связи.
В тот же год Маркони женился на ирландке Беатрис О’Брайен. В браке у них родилось трое детей.
За свои открытия в 1909 году Маркони получил Нобелевскую премию. Вместе с ним удостоен высокой награды был Фердинанд Браун. Главной заслугой Маркони было обозначено не столько развитие беспроводной связи, сколько создание компактной, удобной в использовании модели передатчика.
В 1914 году Маркони стал сенатором и получил титул маркиза.
В годы Первой мировой войны разработки Маркони были использованы для нужд вооруженных сил Италии. Он лично руководил программой по телеграфии и выполнял ряд других миссий военного назначения. В итоге ему было присвоено звание командующего военно-морским флотом.
С 1921 года большинство времени ученый проводил на собственной паровой яхте – «Электре». На ней он оборудовал современную лабораторию, где проводил исследования в области коротковолновой телеграфии. Шесть лет научных экспериментов позволили Маркони создать международную сеть коротковолновых телеграфов.
В 1923 году Маркони вступил в Фашистскую партию, а в 1930, заручившись поддержкой Бенито Муссолини, стал главой Королевской академии Италии и членом Большого фашистского совета.
В 1924 году Маркони развелся с первой женой и, спустя три года, женился на графине Бецци-Скали. Вскоре у них родилась дочь.
Следующим этапом научной карьеры Маркони стало изучение микроволн. В 1931 году он исследовал их передачу и, спустя год, использовал для радиотелефонной связи. В 1934 году микроволновую связь стали применять для навигации в море.
Подобный поворот событий вполне возможен, учитывая тягу Маркони к неземным цивилизациям и попыткам установить связь с загробным миром. По некоторым сведениям, Маркони не раз пытался выйти на связь с неземным разумом и даже создать новую высокотехническую цивилизацию. Крупицы информации, полученные в ходе расследования его исчезновения, говорят о том, что возможно существование целого подземного города, в котором вел тайные исследования не только Маркони, но и еще около 100 ученых того времени.
Посмертно в честь Маркони назван аэропорт в Болонье, выпущена памятная почтовая марка и монета достоинством в 2 фунта.
День Радио: патенты Маркони и Попова
Краткий экскурс в историю изобретения Маркони
Гульельмо Маркони (Guglielmo Marconi) был скорее энтузиастом-экспериментатором радио, чем его изобретателем. Для изобретательства ему не хватало фундаментальных знаний (он не получил общего систематического образования, да и его техническое образование было фрагментарным), зато у него было завидное предпринимательское чутье, упорство и отличная организаторская хватка.
Приблизительно в 1892 г. (в возрасте 18 лет) Маркони узнал о работах Генриха Герца (Heinrich Hertz), в 1888 г. продемонстрировавшего опыты по генерированию и обнаружению электромагнитных волн, от своего соседа – Августо Риги (Augusto Righi), профессора физики в Болонском университете. С тех пор он «заболел» идеей беспроводной связи (отметим, что к тому времени он умел работать с телеграфным аппаратом и знал азбуку Морзе). Повторяя эксперименты Герца, Маркони по предложению Риги применил датчик электромагнитных волн, предложенный в 1890 г. французским физиком Эдуардом Бранли (Edouard Branly), позднее названный когерером. Биографы Маркони считают, что первые удачные эксперименты по фиксации грозовых разрядов и по передаче элементарной информации по радиоканалу он провел в 1894 г., т.е. приблизительно в то же время и с примерно той же аппаратурой, что и британский физик Оливер Лодж (Oliver Lodge), однако документальных подтверждению этому не обнаружено, возможно, потому что он экспериментировал частным образом в имении своего отца Villa Griffone в местечке Pontecchio в Италии и не афишировал их результаты.
В 1895 г. Маркони обратился за финансированием своих работ к министру почты и телеграфа Италии, но получил отказ (резолюция на прошении: «в сумасшедший дом»). В 1896 г. друг семьи – почетный консул США в Болонье Карло Гардини (Carlo Gardini) написал о Маркони послу Италии в Лондоне Аннибалу Ферреро (Annibale Ferrero), который в ответном письме посоветовал не предавать полученные результаты огласке до получения патента и выразил уверенность в том, что в Англии найти финансирование будет гораздо легче (надо сказать, что в детстве Маркони четыре года провел в Англии и неплохо говорил по-английски). В том же году Маркони отправился пытать счастья в Англию. Интерес к оборудованию Маркони обнаружился уже на таможне, откуда сообщили в британское Адмиралтейство, а в дальнейшем куратором и соратником Маркони стал Вильям Прис (William Preece), до этого также экспериментировавший с беспроволочной телеграфией и в то время занимавший пост главного инженера британского почтового ведомства. Как и Маркони, Прис был «практиком», т.е. экспериментатором, а не теоретиком-максвеллианцем, поэтому не был силен в теории радиосвязи. Зато он имел достаточно влиятельные связи и был ориентирован на коммерческий успех.
С помощью Приса Маркони составил и 2 июня 1896 г. подал в Британское патентное ведомство предварительную патентную заявку GB189612039
С точки зрения современной электродинамики, предварительная заявка Маркони выглядит довольно потешно – в ней совершенно серьезно утверждается о возможности передачи высокочастотных радиосигналов через воду и грунт. Возможно, таким образом проявились уже известные в то время сведения о наведении помех в параллельно проложенных телеграфных проводах, физическая природа которых еще не была полностью объяснена, а также американский патент US0350299, выданный в 1886 г., на передачу электрических сигналов через грунт, который, кстати сказать, оказался нарушенным Маркони и впоследствии Маркони был вынужден его выкупить для легального использования своего изобретения в США.
Описание оборудования в предварительной заявке выглядит сумбурно и путано. Значительная часть описания посвящена конструкции уже известного когерера, а понятие антенны отсутствует вовсе. Кроме того, предварительная заявка Маркони не содержит ни одного чертежа. Все это свидетельствует о том, что Маркони при подаче заявки действовал по золотому правилу стартаперов всех времен и народов: «поехали, потом заведем». Кстати, позже подлинник британской предварительной заявки был изъят из архива Британского патентного ведомства и передан на хранение в компанию Маркони. Публично доступной эта заявка стала лишь в 2004 г. после рассекречивания архивов Маркони.
4 июня 1896 г. Прис выступил в Королевском институте Великобритании с лекцией «Signalling through Space without Wires», в которой изложил общую концепцию радиосвязи, при этом технические подробности не раскрывались.
Первая документально зафиксированная передача информации по радиоканалу была проведена Маркони 27 июля 1896 г. в ходе демонстрации работы оборудования чиновникам почтового ведомства Британии, однако конструкция оборудования при этом также держалась в секрете. Первая публичная демонстрация состоялась 2 сентября 1896 г. на равнине Солсбери, в ходе которой дальность передачи составила 0,5 км при использовании ненаправленных антенн и порядка 2,5 км с применением антенн с параболическими рефлекторами. Эта конструкция отражена в заменяющей (полной) британской патентной заявке, поданной 2 марта 1897 г., и в американской патентной заявке US586193, поданной 7 декабря 1896 г. Несуразица с якобы возможным прохождением высокочастотных радиосигналов сквозь воду и грунт в этих документа была устранена, зато появилось утверждение о возможности их прохождения сквозь массу металла, холмы и горы.
Британский патент GB12039 был выдан 2 июля 1897 г., американский патент US586193 – 2 июля 1897 г., а уже 20 июля 1897 г. была учреждена компания Wireless Telegraph & Signal Company, которая занялась коммерческим внедрением радиосвязи. Попытки Маркони получить аналогичные патенты в Германии, Франции и России окончились неудачей – по этим заявкам было отказано вследствие известности предлагаемого технического решения. По мере совершенствования техники радиосвязи, Маркони подал еще много патентных заявок и получил много патентов, часть из которых впоследствии была аннулирована. Список опубликованных патентных документов иллюстрирует высокую патентную активность Маркони.
Краткий экскурс в историю изобретения Попова
А.С. Попов в 1873 г. окончил курс Екатеринбургского духовного училища и поступил в Пермскую духовную семинарию. После окончания общеобразовательных классов семинарии в 1877 г. он поступил на физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета, который окончил в 1882 г. со степенью кандидата, защитив диссертацию на тему «О принципах магнито- и динамоэлектрических машин постоянного тока». В 1883 г. он начал работать преподавателем физики, математики и электротехники в Минном офицерском классе в Кронштадте, а в 1890 г. получил приглашение на должность преподавателя физики в Техническом училище Морского ведомства в Кронштадте.
В 1893 г. на Всемирной выставке в Чикаго он присутствовал при демонстрации опытов Тесла. На Электротехническом конгрессе, состоявшемся во время выставки, Эдиссон и Прис демонстрировали решение для беспроводной передачи сигналов с использованием явления электромагнитной индукции, однако дальность связи при этом не превышала 200 м. По пути в Чикаго в Париже он вступил во Французское физическое общество, что позволило ему регулярно получать информацию по актуальным научным вопросам.
Статья Лоджа в английском журнале «The Electrician» была получена Поповым осенью 1894 г. Оценив перспективность когерера в качестве датчика, он взялся за его совершенствование. К апрелю 1895 г. Попов с помощником Рыбкиным определил оптимальную с точки зрения чувствительности конструкцию когерера, ввел обратную связь для встряхивания когерера после его срабатывания и применил приемную антенну длиной около 2,5 м.
Первое документально подтвержденное сообщение Попова о возможности приема радиосигналов было сделано им 25 апреля (7 мая) 1895 г. на заседании Физического отделения Русского физико-химического общества. Это был доклад «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям», протокол которого был опубликован в том же году. Краткое описание конструкции и принципа действия автоматического грозоотметчика Попова содержится также в монографии Д.А. Лачинова «Основы метеорологии и климатологии», вышедшей в свет в 1895 г. В 1896 г. Попов опубликовал объемную статью «Прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний» с описанием конструкции, принципа действия и технологии изготовления автоматического грозоотметчика с указанием на возможность его применения для передачи сигналов.
Считается, что 12 (24) марта 1896 г. на заседании Русского физико-химического общества Попов продемонстрировал прием с расстояния 250 м радиограммы из двух слов Heinrich Hertz, однако документально это не подтверждено (в протоколе содержится запись «А.С. Попов показывает приборы для лекционного демонстрирования опытов Герца. Описание их помещено в “Журнале Русского физико-химического общества”»). В марте 1897 г. Попов прочел публичную лекцию «О возможности телеграфирования без проводов» в Морском собрании Кронштадта.
Утверждают, что морской министр Чихачев на прошение Попова о выделении тысячи рублей на работы по радиотелеграфу отказал: «На такую химеру отпускать денег не разрешаю». Однако в середине 1896 г. морским министром стал Тыртов и целевое финансирование работ все же началось.
Опытные образцы передающей и приемной аппаратуры Попова активно испытывались на Балтийском флоте уже весной-летом 1897 г., при этом весной дальность передачи сигналов между кораблем и берегом в Кронштадтской гавани составила 600 метров, а летом – между кораблями в Финском заливе – превысила 5 километров. В ходе испытаний было обнаружено отражение радиоволн металлическим телом (кораблем), оказавшимся между передатчиком и приемником. Это наблюдение позволило Попову предложить способ определения направления на работающий передатчик для радиомаяков и радиопеленгаторов.
Первая документально зафиксированная радиопередача Поповым отдельных телеграфных знаков состоялась 15 сентября 1897 г. в рамках «IV совещательного съезда железнодорожных электротехников и представителей службы телеграфа русских железных дорог», организованного Русским техническим обществом в Одессе. Тем не менее, 19 (31) октября 1897 г. Попов, выступая с докладом «О телеграфировании без проводов» в Электротехническом институте, признал: «Здесь собран прибор для телеграфирования. Связной телеграммы мы не сумели послать, потому что у нас не было практики, все детали приборов еще нужно разработать». Лишь 18 (30) декабря 1897 г. в ходе публичной лекции Попова в Русском физико-химическом обществе была документально зафиксирована передача телеграфным кодом слова «Герцъ».
Попов не патентовал ранние разработки. По-видимому, это было связано с режимом секретности. Позднее он получил один российский и несколько иностранных патентов, относящихся к радиотелефонной связи, однако патентная активность Попова была гораздо скромнее, чем Маркони.
Патентные документы Попова
GB190002797 (A) 1900-04-07
CH21905 (A) 1901-10-31
RU6066 (B) 1901-12-12
FR296354 (B) 1903-01-17
US722139 (A) 1903-03-03
В конце 1898 г. компания Эжена Дюкрете (Eugène Ducretet) начала серийный выпуск корабельных радиостанций системы Попова по заказам военно-морских ведомств России и Франции. Фамилия Попова на серийной продукции французской фирмы свидетельствует о том, что он был компаньоном Дюкрете.
В 1900 г. Попов организовал первую в России радиомастерскую в Кронштадте и возглавил техническое руководство оснащением радиоаппаратурой российского Военно-морского флота. В том же году компания Маркони несколько раз пыталась выйти на Попова с предложением о сотрудничестве, но, судя по отсутствию в личных архивах Попова каких-либо сведений о его реакции на эти попытки завязать деловые отношения, этот контакт так и не состоялся, так что сцена встречи Попова и Маркони в фильме «Александр Попов» (1949), скорее всего, является вымыслом его создателей.
Радиомастерская Попова в Кронштадте и французская фабрика Дюкрете оказались не в состоянии обеспечить растущие требования к количеству и качеству радиооборудования для российских военных ведомств, поэтому в 1904 г. между профессором Поповым, немецкой компанией «Telefunken» (среди учредителей которой были Ф. Браун и К. Сименс) и российским юрлицом компании «Siemens & Halske» был заключен договор об учреждении в Петербурге Отделения беспроволочного телеграфа «Сименс и Гальске», по которому Попов имел право на 1/3 прибыли предприятия.
Кронштадтская радиомастерская позднее была переведена в Петербург и преобразована в Радиотелеграфное депо, затем – в Радиозавод и в дальнейшем стала известной под именем НПО мощного радиостроения им. Коминтерна (сейчас ПАО «Российский институт мощного радиостроения»). Отделение беспроволочной телеграфии компании «Сименс и Гальске» после ряда преобразований было возрождено как Завод им. Н.Г. Козицкого (сейчас ЗАО «Завод имени Козицкого»).
Заключение
Попов и Маркони начали работы приблизительно в одно время, имели одинаковую исходную информацию (публикации Герца, Бранли, Лоджа и т.д.), сходное техническое оснащение, поначалу двигались в одном (с технической точки зрения) направлении, одинаково страдали от недостатка финансирования и примерно одновременно получили первые практические результаты, которые также оказались весьма сходными. Далее их пути разошлись: Маркони бредил трансатлантической радиосвязью и стремился к мировой экспансии, Попов же решал ведомственные задачи в обстановке секретности.
При этом нельзя сказать, чтобы Попов был ученым-бессребреником, как его иногда представляла советская пропаганда в противовес акуле империализма Маркони. В 1900 г. «по высочайшему соизволению» он получил премию в размере 33000 руб. (приблизительно 2 млн. долл. США на сегодняшний день) «за работы по внедрению радиосвязи на кораблях флота», в 1901 г. – звание профессора и должность заведующего кафедрой физики в Электротехническом институте (ЭТИ) с годовым окладом 2200 руб. (приблизительно 133 тыс. долл. США на сегодняшний день), а в 1903 г. – казенную профессорскую квартиру (250 кв. м) в новом жилом доме при ЭТИ. Помимо этого, Попов получал доходы от сотрудничества с Дюкрете и дивиденды от «Сименс и Гальске» (наследники Попова получали дивиденды по этому договору до 1909 г.). В 1905 г. Попов смог купить большое имение неподалеку от станции Удомля в Тверской губернии.
Очевидно, что монетизация изобретения Попова шла в России достаточно неплохо. Тем не менее, отказ от патентования на раннем этапе привел к безвозмездному использованию изобретений Попова в других странах (как минимум, известно о нелицензионном производстве радиостанций системы Попова в США в 1900–1901 гг. и грозоотметчика в Венгрии в 1904 г.) и затруднило выход связанных с Поповым предприятий на мировой рынок. Модель монетизации изобретений Попова опиралась в основном на административный ресурс, а не на патентное право. Различие принципов организации исследований и практической реализации изобретений, которых придерживались Попов и Маркони, в конечном счете, сказалось на масштабе и на финансовом результате от их деятельности.
Гульельмо Маркони построил свою империю – группа его компаний была главным игроком на мировом рынке радиооборудования в первой четверти ХХ в., некоторые из них существуют и по сей день (как подразделения CMC Electronics, Ericsson и Telent). В частности, британская компания Marconi Corporation plc (прямая наследница Wireless Telegraph & Signal Company) была приобретена в 2005 г. компанией Ericsson за 1,2 млрд. фунт. ст.
На внедрение изобретений Александру Степановичу Попову было отпущено судьбой совсем немного времени – он скончался 31 декабря 1905 г. (13 января 1906 г.) в возрасте 46 лет. С именем Попова связаны два предприятия (Завод им. Коминтерна и Завод им. Козицкого), в техническом плане достаточно успешно работавшие в ХХ в., но ориентированные, преимущественно, на внутренний рынок и так и оставшиеся на нем локальными нишевыми игроками.
