В журнале "Наука и жизнь" № 3 за 2006 год была напечатана статья кандидата технических наук Д. Меркулова "Изобретение радио. Кто был первым?", в которой рассказывалось о работах Н. Теслы, А. Риги, А. С. Попова, Г. Маркони, проведенных в конце XIX века. В рейтинге популярности на сайте журнала статья долго занимала верхние строчки. Мы решили вернуться к этой теме. На вопросы читателей отвечает инженер В. Д. Меркулов, занимавшийся непростой историей изобретения радио и привлекавший для этого прежде не публиковавшиеся источники. История с заявкой Гульельмо Маркони 1896 года, на основании которой он 110 лет назад получил патент на изобретение беспроволочного телеграфа, оказалась поистине детективной.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Итальянский физик А. Риги демонстрирует в учебной аудитории электрический разряд.

Г. Маркони (справа) и Дж. Кемп в лаборатории расшифровывают текст телеграммы, полученной беспроводным способом.

Схемы приемника Маркони из дополнения к заявке № 12039 (слева) и приемника А. С. Попова (справа).

Приемопередающее оборудование с антеннами-рефлекторами (вверху) и основные узлы (внизу) искрового передатчика (слева) и приемника с когерером (справа). Ширина рефлектора 61 см, высота 81 см и глубина 30 см.

Общий вид приемников Маркони (вверху) с печатающим устройством (слева) и звонком (справа). На укрупненных фрагментах (внизу) в центре видны трубка когерера и металлический шарик на якоре реле.

Дж. Кемп проверяет работоспособность разрядного передатчика (на заднем плане) и приемника перед испытаниями на Бристольском канале.

КОГДА НЕ ХВАТАЕТ ДОКУМЕНТОВ

Некоторые зарубежные авторы, в том числе составители Британской энциклопедии, отдавая должное Попову в том, что он первым начал опыты по приему распространяющихся в пространстве импульсных сигналов, не признают его приоритета в изобретении радио. В подавляющем большинстве они утверждают, что Маркони приступил к проведению опытов по передаче и приему электромагнитных колебаний в 1894 году, то есть на год раньше доклада Попова.

Когда в оценке деятельности того или иного человека возникают "нестыковки", лучше всего обратиться к первоисточникам. Что касается А. С. Попова, то особых проблем не возникло: есть документы, стенограммы и пр.

А что сохранилось от работ Маркони? За интересующий нас период - 1894-1895 годы - не удалось найти ничего! Не существует ни отчетов, ни протоколов, ни фотографий, ни газетных сообщений.

Сам Маркони в ответной речи при вручении ему Нобелевской премии по физике в 1909 году сказал, что "регулярно никогда не занимался электротехникой и физикой. У себя дома в Италии, близ Болоньи (в родовом поместье. - Прим. авт.), стал проводить исследования и опыты по беспроводной передаче телеграфных знаков и символов посредством волн Герца в начале 1895 года". Однако это заявление вряд ли может служить подтверждением того, что эксперименты действительно имели место. Следует заметить, что в то время, о котором упоминал Маркони, ему шел двадцать первый год и он не имел даже законченного технического образования.

Первый известный документ, который связывает имя Маркони с идеей беспроводного телеграфа, датирован 2 июня 1896 года (то есть он появился через 13 месяцев после доклада Попова). Это была предварительная заявка № 12039 на патент, поданная в Британское патентное бюро (см. "Наука и жизнь" № 3, 2006 г.).

История изобретений знает немало примеров, когда несколько исследователей независимо друг от друга и практически одновременно приходят к одному и тому же результату. Так, над созданием телефонного аппарата среди прочих работали Александр Белл (1847-1922) и Элайша Грей (1835-1901). Белл подал заявку на два часа (!) раньше соперника и теперь считается изобретателем телефона. В случае же Маркони и Попова прошло больше года.

Зарубежные историки радио обосновывают свою позицию тем, что дело было не в сроках, а в том, что основополагающее техническое решение схемы приемопередающей аппаратуры изложено не Поповым, а Маркони в его заявке № 12039.

Вроде бы истину установить несложно: нужно всего лишь сравнить технические устройства россиянина и итальянца. Но мои попытки разыскать какие-либо сведения об аппарате Маркони потерпели неудачу: он не описан в печати; и ни сам аппарат, ни его копии не хранятся ни в одном музее.

Пришлось обратиться в Британское патентное бюро с просьбой разрешить ознакомиться с текстом заявки Маркони. Ответ английских чиновников был обескураживающим: "В анналах бюро патентов предварительная заявка № 12039 не хранится".

Как же так? Нет важнейшего документа, вокруг которого ломают копья вот уже без малого столетие?

Все же после длительной переписки и телефонных переговоров удалось выяснить судьбу пресловутой заявки. Оказалось, что вскоре после выдачи патента она была изъята из Британского патентного бюро и передана на хранение в компанию "Общество Маркони".

А БЫЛ ЛИ ПРИЕМНИК?

В 2004 году корпорация Маркони рассекретила коллекцию своего основателя. Образцы техники были переданы в Музей истории науки Оксфордского университета, а письменные документы - в университетскую библиотеку. С титульным листом заявки может ознакомиться любой желающий (см. http://www.radiomarconi.com/marconi/brevetto12039.html).

После некоторых хлопот мне удалось получить полный текст заявки.

Настоящим откровением стало то, что документ не содержит иллюстративного материала. Заявитель не поместил в заявке ни схем, ни чертежей устройства. Спрашивается, о каком превосходстве приемника Маркони можно вести речь? Кроме того, смущает название предложенного изобретения: "Усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов и в аппаратуре для этого". Из него следует, что автор не предлагает что-либо новое, а лишь улучшает уже известное.

"Усовершенствования" перечисляются уже в первом абзаце титульного листа: "Соответствующие этому изобретению электрические действия или проявления передаются сквозь воздух, землю, воду путем электрических колебаний высокой частоты" (см. "Наука и жизнь" № 3, 2006 г.). Сказанное означает по существу, что к моменту подачи заявки претендент на изобретение радио не был знаком с теоретическими и практическими работами Г. Герца (1857-1984) и Н. Теслы (1856-1943). Да и сам не проводил экспериментов, иначе он быстро убедился бы, что электрические колебания высокой частоты сквозь землю и воду не проходят.

В АНГЛИЮ ЗА ПРИЗНАНИЕМ

О том, как на самом деле все происходило дальше, рассказать трудно из-за недостатка фактов. Но можно попробовать восстановить события, руководствуясь логикой. Прибор Попова со всеми подробностями был описан в журнале Российского физико-химического общества в январе 1896 года и разослан в крупные научные центры Европы. Он поступил в библиотеку университета итальянского города Болонья (и хранится там до сих пор), где с ним ознакомился друг семьи Маркони известный итальянский физик профессор А. Риги (1850-1920). В это время занятия профессора посещал вольнослушатель Гульельмо Маркони.

В феврале Маркони отбыл в Лондон. Резонно предположить, что он захватил с собой схему, с которой его познакомил Риги. В Англии благодаря родственным связям был представлен главному инженеру британских почт и телеграфов У. Прису (1834-1913). Своей настойчивостью, целеустремленностью и деловой хваткой Маркони произвел на Приса самое благоприятное впечатление. Начиная с апреля 1896 года Прис всячески содействовал проверке и доработке схемы приемопередающей аппаратуры, помогал молодому человеку в составлении первой в его жизни заявки на изобретение. Не исключено, что именно Прису Маркони обязан "ляпом" о распространении электромагнитных волн в воде. Косвенно это подтверждает эксперимент, проведенный Присом и Маркони в мае 1897 года.

Убеждение Приса основывалось на наблюдении за работой проложенных на небольшом (до 50 м) расстоянии двух параллельных подземных телеграфных кабелей. При прохождении импульсов по одному из них в другом появлялся соответствующий сигнал. Следует заметить, что такое индукционное взаимодействие проводников действительно имеет место, но на очень низких частотах звукового диапазона; ныне оно применяется для связи подводных лодок с берегом и машинистов метро с диспетчером, но к изобретению Маркони отношения не имеет. Как и следовало ожидать, при испытаниях высокочастотные электромагнитные колебания в воде быстро затухали.

ПЕРВЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ

Пока же Маркони нужно привлечь к своей персоне внимание общественности. В июле 1896 года он попросил У. Приса провести демонстрацию работы аппаратуры перед сотрудниками лондонского отделения королевских телеграфов. Были осуществлены передача и прием импульсных сигналов в зданиях, отстоящих на расстоянии 400 м друг от друга. Тогда же Прис распорядился выделить Маркони помощника, которым стал высококвалифицированный инженер-телеграфист Дж. Кемп (1858-1933). Он проработал с Маркони до конца жизни и даже руководил отдельными работами в созданном позже "Обществе Маркони".

На следующую демонстрацию решили пригласить представителей армии и флота. Испытания проходили 2 сентября 1896 года в местечке Солсбери в 130 км южнее Лондона. Передатчик состоял из катушки Румкорфа, соединенной с разрядником Риги. Устройство же приемника не раскрывалось. Сравнивались несколько вариантов конструктивного исполнения антенн в виде проводов и параболических рефлекторов.

Результаты разочаровали военных. С трехметровой антенной приемник принимал сигналы на расстоянии не более полукилометра; передатчик и приемник с параболическими рефлекторами работали на дальности 2,5 км, но только когда они были ориентированы друг на друга. Представителей флота это, конечно, не устраивало, поскольку при движении кораблей постоянное нацеливание антенн осуществить было невозможно.

Но Маркони это не обескуражило. В дневнике Дж. Кемпа, который он начал вести с июля 1896 года, записано, что по предложению У. Приса 12 декабря 1896 года в конференц-зале Лондонского филантропического образовательного института состоялось первое публичное представление беспроволочного телеграфа. Немногочисленные представители научного сообщества и прессы увидели Приса, который расхаживал по сцене с закрытыми черными ящиками, а Маркони находился в зале. С разъяснениями работы беспроводной аппаратуры выступал Прис. Маркони выглядел всего лишь ассистентом, молчаливо выполнявшим распоряжения.

При нажатии Присом на телеграфный ключ у Маркони срабатывал расположенный на корпусе приемника звонок. Демонстрации произвели на собравшихся сильное впечатление. Манера поведения Маркони публике понравилась. На другой день в газетах появились хвалебные статьи с первым упоминанием имени Маркони.

СНОВА ОШИБКА

Из всего описанного можно заключить, что до своего появления в Англии Маркони никаких экспериментов с беспроволочным телеграфом не проводил. Это подтверждается тем, что только 2 марта 1897 года в патентное бюро поступили дополнения от Г. Маркони к предварительной заявке № 12039, которые были достаточно объемны и содержали наконец схемы передатчика и приемника. Но и в этом варианте оказался "прокол". Так, было упомянуто, что с помощью указанной аппаратуры "можно передавать сигналы не только через сравнительно небольшие препятствия, такие, как кирпичные стены, лесостой и др., но также сквозь массы металла, возвышенности, горы, которые могут находиться между передающими и приемными приборами".

Не только через массы, но даже сквозь тонкие металлические пластины электромагнитные колебания высокой частоты не проходят, а отражаются от них. Впервые явление экранирования заметил А. С. Попов летом 1897 года, налаживая связь между кораблями "Африка" и "Европа" в Балтийском море. Когда между ними случайно оказался крейсер "Лейтенант Ильин", связь прервалась.

Патентное бюро 2 июля 1897 года выдало положительное заключение по заявке Маркони, что и неудивительно, поскольку экспертизу проводил сам У. Прис.

НАСТРОЙКИ НА ВОЛНУ НЕ БЫЛО

Уже при первом взгляде на схему видно, что все ее основные элементы имеются в приемнике Попова: антенна l (на схеме изображен вариант рефлектора, хотя в тексте рассматриваются другие типы улавливателей электромагнитных волн: поднимаемые вверх на стойках металлические пластины, цилиндры, обмотки фольги); когерер j, играющий роль детектора и представляющий собой герметичную стеклянную трубку длиной 38 мм и диаметром 2,5 мм с металлическим порошком либо опилками внутри; якорь реле p (у Попова эту роль исполнял молоточек звонка), удары которого по когереру встряхивают порошок, восстанавливая его электрическое сопротивление.

Дополнительные шунтирующие сопротивления p¹, p², q, h¹, жидкостные сопротивления s, батарея g для питания реле вряд ли заметно улучшают стабильность работы схемы.

Биографы Маркони обращают внимание на катушки индуктивности k¹ и плоские пластины k (конденсаторы) и делают вывод о наличии в приемнике Маркони колебательного контура, повышающего избирательные свойства. На самом деле резонансная частота этого "контура" не совпадает с частотами волн сантиметровой длины, улавливаемыми антенной-рефлектором. Разрядный передатчик, который использовали Попов и Маркони, излучал сверхширокополосные сигналы, занимающие практически весь диапазон радиоволн, и качество их приема не зависело от наличия или отсутствия в схеме колебательного контура.

Кстати, есть свидетельство, что приемник Маркони не обладал избирательными свойствами. В октябре 1899 года итальянца пригласили на Кубок Америки по парусному спорту и должен был обеспечить регату радиотелеграфной связью. Во время плавания один из участников похвалил Маркони за надежную связь, но одновременно попенял, что не мог выделить нужный сигнал из нескольких одновременно поступающих на вход приемника от разных передатчиков. Маркони пообещал исправить положение в новых моделях приемников.

В принципе избирательность радиоаппаратуры повышает ее чувствительность. Однако в знаменитом "броске" через Атлантический океан в декабре 1901 года, когда был проведен сеанс радиосвязи между Великобританией и США, Маркони больше рассчитывал на мощность передатчика и высоту подъема антенны.

НА КОММЕРЧЕСКИЕ РЕЛЬСЫ

В мае 1897 года с помощью аппаратуры Маркони удалось установить связь на расстоянии 14 км. Удаче способствовало то, что дело происходило в районе Бристольского канала, а над поверхностью воды радиоволны затухают слабее, чем над сушей. При событии присутствовали инженеры из Великобритании, Германии, Италии, а также многочисленные журналисты.

После испытаний на Бристольском канале Маркони стал весьма популярен у себя на родине, в Италии. Его, не сумевшего сдать вступительные экзамены в Итальянскую военно-морскую академию, 6 июля 1897 года пригласили на военно-морскую базу Ла Специя для демонстрации своего детища в присутствии известных специалистов, верхушки итальянской армии и флота и даже короля и королевы. Впервые удалось принять сигнал с фразой "Viva I'Italia" ("Да здравствует Италия") из-за линии горизонта на расстоянии 18 км. Восхищенный король устроил в своей резиденции обед в честь Маркони.

Но Гульельмо извлек из своего успеха не только моральное удовлетворение. От военно-морского ведомства Италии на счет образованной им через две недели компании беспроводной телеграфии "Wireless Telegraph & Signal Company" поступила сумма в 15 000 фунтов стерлингов. Условие было одно: итальянский флот мог использовать его изобретение.

Продав 40% акций компании, Маркони выручил еще 25 000 фунтов. Общий капитал составил 40 000 фунтов, что в современных ценах соответствует 4,5 млн долларов США. В компанию были приглашены высококвалифицированные английские ученые и инженеры.

При их помощи аппаратура стала совершеннее, но заинтересовать крупных промышленников и финансистов не получалось. И здесь Маркони проявил большой предпринимательский талант. Во все демонстрации возможностей нового вида связи он вносил элементы театральности, привлекал для их освещения репортеров крупных газет.

Так, в июле 1898 года он оснастил радиоаппаратурой яхту принца Уэльского, сына королевы Виктории, и передавал с борта телеграммы на остров Уайт, где в своей резиденции находилась королева. Наследник короны участвовал в регате, хотя незадолго до этого повредил ногу. Королева ежедневно получала бюллетень о состоянии здоровья сына. Тексты бюллетеня поступали и в редакции газет, которые оповещали о событиях на яхте всю страну.

На палубе яхты Маркони установил передатчик с вертикальной 25-метровой антенной, а на берегу смонтировал на растяжках 30-метровую мачту. Телеграммы передавались со скоростью 100-120 знаков в минуту и содержали 50-100 слов. По окончании соревнований принц Эдуард подарил Маркони свою яхту.

Еще одну презентацию Маркони устроил 27 марта 1899 года. Вблизи городов Дувра и Булони (то есть в самой узкой части пролива Ла-Манш) построили антенные мачты, и в присутствии военных и политических руководителей двух стран Маркони передал первую международную телеграмму на расстояние 43 км.

ПОСЛЕСЛОВИЕ

Серьезные ошибки в тексте рассекреченной более чем через 100 лет заявки № 12039 позволяют утверждать, что Г. Маркони до этого времени не проводил практических испытаний аппарата для беспроводной связи. Таким образом, приоритет в этом изобретении по праву принадлежит нашему соотечественнику А. С. Попову.

Тем не менее нет, наверное, ничего предосудительного, что Маркони позаимствовал результаты работы Попова, о чем, кстати, в свое время говорил сам Александр Степанович. Благодаря деловым способностям итальянца радио начало быстро развиваться, и все от этого только выиграли.

Очень удачную оценку деятельности Маркони дал известный английский инженер и писатель-фантаст Артур Кларк в 2001 году по случаю 100-летия первого сеанса радиосвязи между Европой и Америкой. По мнению Кларка, Маркони не был в полном смысле изобретателем, но именно он сыграл огромную роль в распространении радио, так как в наибольшей мере осознал его значимость, первым основал коммерческую организацию по внедрению этого средства связи.

№8, 2007