Американские ученые и изобретатели - Митчел Уилсон

Тот факт, что электрический свет, телеграф, телефон и динамомашина Эдисона были вариантами уже существовавших изобретений, никак не умаляют роли изобретателя. Большинство ученых работало в направлениях, намеренных их предшественниками. Ньютон продолжал дело Кеплера, Франклин — Хоксби и Уиллард Гиббс — Клаузиуса.

Однако случается, что человек находит новую дорогу, на которую еще никто не ступал. Идея фонографа, машины, записывающей, неограниченное время сохраняющей и воспроизводящей человеческую речь и музыку, была совершенно новой. Патентное бюро, следуя обычной процедуре, пыталось разыскать прецедент, но не нашло ничего, даже отдаленно напоминающего изобретение Эдисона, несмотря на то, что отдельные узлы, входящие в конструкцию, не являлись новинкой.

Эдисону пришла в голову мысль о говорящей машине, когда он разрабатывал метод записи телеграмм на поверхности плоского вращающегося диска иглой, которая по спирали наносила точки и тире. Для воспроизведения телеграммы плечо рычажка помещалось в желобке цинкового диска, и, когда диск вращался, плечо опускалось и поднималось в соответствии с пометками на диске. Однажды Эдисон запустил машину на большой скорости, и плечо рычажка начало вибрировать, издавая звуки. Эдисон тут же сообразил, по аналогии с телефонными экспериментами, что, если он прикрепит плечо рычага к диафрагме, будут возникать звуковые волны разной частоты.

На чертеже, который Эдисон передал Круези, был изображен вращающийся цилиндр, приводимый в движение ручкой. Он был обернут листом олова При вращении цилиндр продвигался вдоль двух неподвижно закрепленных рожков. Один рожок был микрофоном. В нем находилась гибкая диафрагма с крохотной иглой; игла соприкасалась с оловянной оболочкой цилиндра.

Когда кто-нибудь говорил в микрофон и одновременно вращал цилиндр, вибрации диафрагмы оставляли шероховатый след на оловянной оболочке. Для воспроизведения записи микрофон снимали, цилиндр возвращали в первоначальное положение, и другая трубка со значительно более чувствительной диафрагмой и более легкой иглой ставилась на место микрофона. При вращении рукоятки иголка передавала вибрацию диафрагме, которая создавала звуковые волны.

В следующей модели фонографа одни и те же диафрагма и игла использовались и для записи, и для воспроизведения. При воспроизведении на диафрагму крепился мегафон для усиления звука.

Публика впервые узнала о существовании фонографа в 1877 году, когда Эдисон показал его нескольким друзьям. Они увидели незамысловатую машину, которая, к их удивлению, говорила голосом, похожим на человеческий и в то же время каким-то сверхъестественным: «Доброе утро! Как поживаете? Как вам нравится фонограф?»

Эдисон был в восторге от своего изобретения. Он предложил следующие десять способов его применения:

1) диктовка писем и документов без стенографистки;

2) фонографические книги для слепых;

3) обучение красноречию;

4) воспроизведение музыки;

5) запись на память семейных событий, голосов членов семьи;

6) музыкальные шкатулки и игрушки;

7) часы, которые могут вслух объявлять время;

8) сохранение языков посредством точной регистрации правильного произношения;

9) в целях образования;

10) в сочетании с телефоном для записи переговоров.

Так же как когда-то Эдисон усовершенствовал телефон Белла. Белл и его помощники развили теперь идею Эдисона. Они создали графофон, в котором восковой цилиндр заменил оловянный Игла теперь оставляла дорожку на цилиндре, в то время как в аппарате Эдисона она наносила вдавленные отметины. Графофон значительно превосходил по качеству машину Эдисона. Для массового производства была создана компания «Коламбиа Графофон компания».

Третий вид «говорящей машины»-граммофон — был изобретен Эмилем Берлинером, тем самым Берлинером, чье телефонное передающее устройство было признано более совершенным, чем аппарат Эдисона. Берлинер использовал плоский диск, сделанный из застывшей пластмассы. На стыке веков фонограф и все его виды завоевали широкое признание, и большинство предсказаний Эдисона, сделанных за двадцать пять лет до этого, начали осуществляться.

Эффект Эдисона

Фонограф был одним из изобретений, которыми Эдисон особенно гордился. Другое открытие Эдисона, как оказалось впоследствии, было еще более важным: он первый обнаружил ток свободных электронов через вакуум. В течение четверти века эти его наблюдения оставались почти незамеченными. Только в конце XIX века на них, наконец, обратили внимание, и «эффект Эдисона» лег в основу создания радиолампы и радиопромышленности.

В 1883 году, когда Эдисон работал над угольными нитями накаливания, он заметил, что внутренняя поверхность стеклянных ламп постепенно темнеет. Угольный налет равномерно покрывал всю поверхность лампы, кроме одной полоски в том месте, где крепилась нить. Создавалось впечатление, что подпорка как бы отбрасывает тень.

Эдисон предположил, что угольный налет на стекле появляется из угольной нити, но не мог объяснить происхождение «тени». Он поместил маленькую металлическую пластинку между двумя ножками подпорки нити. К металлической пластинке можно было попеременно подключать конец нити накаливания с большим или меньшим потенциалом. Эдисон обнаружил, что когда пластинку соединяли с положительным полюсом, в пластинке появлялся небольшой электрический ток. При присоединении к отрицательному полюсу этого не происходило.

Через тринадцать лет, в 1896 году, открытие электрона Дж. Дж. Томсоном навело помощника Эдисона Флеминга на мысль, о том, что полузабытое явление, которое наблюдал Эдисон, объяснялось тем, что раскаленная угольная нить испускала электроны, которые притягивались через вакуум к положительно заряженной пластине. Когда пластина заряжалась отрицательно, электроны отталкивались от нее.

В сконструированном Флемингом варианте прибора Эдисона нить накаливания окружала металлическая стенка, заряженная положительно. Прибор пропускал только положительную половину каждого цикла переменного тока. Это было не что иное, как первый электронный выпрямитель.

В начале нового века великий творческий дух Эдисона начал увядать. Он стал работать усерднее и менее разносторонне, хотя еще в 1903 году изобрел новый вид аккумулятора, а еще раньше — новый способ отделения железа от низкокачественных руд.

В 1891 году он изобрел кинетоскоп — аппарат для демонстрации последовательных фотографий движения на непрерывной полоске ленты.

В течение жизни Эдисона Бюро патентов США выдало ему 1093 патента — такого количества никогда не получал ни один человек.

Его первая жена умерла, и Эдисон женился во второй раз. Теперь он вел более размеренный образ жизни, и тень мальчишки, когда-то ввалившегося в бостонское отделение «Вестерн Юнион», возникала лишь иногда, во время интервью с журналистами. Старый Эдисон любил того мальчишку, каким он был когда-то.

Мир изменялся очень быстро, и как бы ни называлось то, что заставляло Томаса Альву Эдисона работать сутки напролет, оно, казалось, утратило свою силу. Инженеры и химики, работавшие в гигантских корпорациях, созданных благодаря Эдисону, перехватывали у изобретателя его работу, а новое объяснение физического мира было для Эдисона непостижимо.

Молодые люди, бывшие когда-то его ассистентами, сами стали всемирными знаменитостями, директорами компаний, лауреатами Нобелевских премий, получили высокие титулы. Все это происходило слишком быстро, но Эдисон ни разу не произнес того, что всегда говорят усталые и растерявшиеся люди: «Пожалуй, я слишком задержался на этом свете». Он дожил до старости, но не прекращал работы, не утратил своей гордости и никогда не узнал горечи поражения.

Уиллард Гиббс

Познавая мир изменений

На трибуне выступал великий английский ученый Кларк Максвелл. Его речь внимательно слушали королева Виктория и международное собрание наиболее известных ученых Европы. Темой его выступления было блестящее научное исследование одного неизвестного молодого американца — «профессора Уилларда Гиббса, Иёйьский колледж, США». Это происходило в Лондоне в 1876 году.

Музыка, шум и суета филадельфийской Выставки Столетия заслонили от американцев тот факт, что другая довольно могущественная нация — международная нация ученых — также устраивала свою выставку. Две сестры — английская королева Виктория и германская императрица совершили в Саут-Кенсингтоне тот же торжественный ритуал, что и Дон Педро и президент Грант в Филадельфии, и Международная выставка исторических научных приборов была открыта.