Кто изобрёл радио

В России принято отвечать: радио изобрёл Александр Степанович Попов, продемонстрировавший свой прибор 7 мая 1895 года. В большинстве других стран первым называют итальянца Гульельмо Маркони, получившего патент на радиотелеграф в 1896 году. Оба ответа имеют основания, и оба упрощают картину, потому что радио создавалось цепочкой открытий: сначала теория Максвелла, затем опыты Герца, потом приёмники Бранли и Лоджа, и только после этого - практическая связь. Мы разберём, кто на каком шаге что сделал, почему спор о приоритете не утихает больше ста лет и что на самом деле решил Верховный суд США в 1943 году.

Ответ коротко: два имени и спор о приоритете

Радио в современном понимании - это передача сигналов без проводов с помощью электромагнитных волн. У этой технологии нет единственного автора, но в учебниках разных стран закрепились разные имена.

В России и бывшем СССР приоритет отдаётся Попову: 7 мая 1895 года на заседании Русского физико-химического общества в Петербурге он показал прибор для регистрации электромагнитных колебаний. Эту дату в России отмечают как День радио. В 1896 году, 24 марта, Попов с помощником Рыбкиным передал на расстояние около 250 метров первую в мире, как принято считать в российской литературе, радиограмму из двух слов: «Генрих Герц».

На Западе чаще называют Маркони. Он подал заявку на патент в Великобритании в 1896 году, основал компанию, добился дальней связи и стал коммерческим лидером отрасли. В 1909 году Маркони разделил Нобелевскую премию по физике с немцем Карлом Фердинандом Брауном «за вклад в развитие беспроводной телеграфии».

Ни одно из этих утверждений не ложно. Они различаются тем, что именно считать изобретением: первую демонстрацию, патент, практическую систему или массовое применение.

Предыстория: Максвелл и Герц

Всё началось в теории. Шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл в 1860-х годах вывел уравнения, описывающие электричество и магнетизм, и показал, что из них следует существование электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света. Тогда это был чисто математический вывод, подтверждения которому не было.

Подтвердил его немецкий физик Генрих Герц. В 1886-1888 годах он построил установку, где искровой разряд в одном контуре создавал волны, а в другом, на расстоянии, возникала маленькая искра. Герц показал, что волны отражаются, преломляются и обладают другими свойствами света. Практической пользы он в своих опытах не видел: по воспоминаниям, на вопрос о применении открытия он отвечал, что никакого, так как это лишь доказательство правоты Максвелла.

Именно опыты Герца превратили теорию в экспериментальный факт и дали следующему поколению инженеров готовую установку. Единица частоты, герц, названа в его честь. Смерть Герца в 1894 году в возрасте тридцати шести лет оборвала его работу как раз тогда, когда ей начали искать практическое применение.

Детектор волн: Бранли и Лодж

Для радиосвязи мало получить волну, нужно её уловить на расстоянии. Искра Герца была слабым индикатором, видимым только вблизи. Требовался чувствительный приёмник.

Французский физик Эдуар Бранли в 1890 году обнаружил, что металлические опилки в стеклянной трубке, обычно плохо проводящие ток, резко становятся проводящими под действием электромагнитных волн. Прибор получил название когерера (от латинского слова «сцеплять»). Англичанин Оливер Лодж усовершенствовал его, добавил механизм встряхивания, который возвращал опилки в исходное состояние, и в 1894 году показывал приём сигнала на расстоянии нескольких десятков метров.

Лодж был в шаге от практического радио, но воспринимал свои опыты как демонстрацию физики, а не как основу для связи. К тому же он продолжал работать над другими проблемами, и коммерческая сторона его не занимала.

В тот же период индийский учёный Джагадиш Чандра Бос в Калькутте экспериментировал с очень короткими радиоволнами и построил собственный детектор. Его работы 1890-х годов получили признание, хотя на связь они напрямую не повлияли.

Александр Попов и грозоотметчик

Александр Степанович Попов родился в 1859 году на Урале в семье священника, окончил Петербургский университет и преподавал физику в Кронштадте, в минных классах флота. Эта работа сделала его специалистом по электротехнике и дала доступ к хорошо оснащённой лаборатории.

Попов повторил опыты Герца и Лоджа и начал совершенствовать приёмник. Его главное нововведение - провод, поднятый на высоту и соединённый с землёй через прибор. Эта вертикальная антенна с заземлением резко увеличила дальность приёма. К когереру он добавил реле и звонок: сигнал вызывал звонок, а встряхивание опилок возвращало прибор в готовность.

Свой аппарат Попов изначально задумывал как «грозоотметчик» - прибор для регистрации электрических разрядов атмосферы, то есть далёких гроз. В 1895 году он установил его в Петербургском лесном институте. Именно для такой регистрации аппарат и был показан 7 мая 1895 года. Попов в своём выступлении говорил о возможности передавать сигналы на расстояние при помощи быстрых колебаний, но публично сообщения таким способом ещё не передавал.

В 1896 году на заседании физического отделения общества была передана упомянутая выше радиограмма, а в 1897 году Попов вёл опыты связи между кораблями на Балтике. В 1899-1900 годах с помощью радиосвязи помогли снять с мели броненосец «Генерал-адмирал Апраксин» в Финском заливе, и это стало одним из первых практических применений. Попов умер в 1906 году.

Сильная сторона Попова - конструкция приёмника с заземлением и антенной. Слабая - то, что патента на свой аппарат он не получил. По традиционному объяснению, он считал прибор доступным для всех и не видел в нём коммерческой ценности. Из-за отсутствия патента и из-за того, что публикации были на русском, его вклад в мире оказался заметно менее известен.

Гульельмо Маркони: практика и бизнес

Маркони родился в 1874 году в Болонье, в состоятельной семье. Образования в университете он не получил, но экспериментировал дома, на вилле отца. В 1895 году он добился приёма сигналов на расстоянии около двух километров, используя приёмник с когерером, антенну и заземление. Ему удалось поднять антенну повыше и увеличить мощность передатчика.

Не найдя поддержки в Италии, он уехал в Великобританию, где в 1896 году подал заявку на патент. Британский патент на «усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов и в аппаратуре для этого» датируется 1897 годом (заявка подана 2 июня 1896 года). Это не просто изобретение в узком смысле, а описание системы связи на основе волн.

С помощью британской почтовой службы Маркони провёл показы на расстоянии нескольких километров, а затем на десятки. В 1897 году была основана компания «Маркони Уайрлесс Телеграф». Затем он наладил связь через Ла-Манш в 1899 году.

Самый известный эпизод - трансатлантическая передача. 12 декабря 1901 года Маркони заявил, что принял на острове Ньюфаундленд сигнал буквы «S» (три точки), переданный из Корнуолла в Англии. Правда, сигнал был слабым, а сам эксперимент проходил в трудных условиях, и некоторые современники сомневались. Однако в последующие годы дальняя связь действительно стала регулярной.

Маркони не был глубоким теоретиком, но оказался сильным организатором и предпринимателем. Его компания поставляла оборудование флоту и пароходным компаниям. После гибели «Титаника» в 1912 году, когда радиосигналы бедствия помогли спасти людей, радиооборудование на судах стало обязательным, и положение его компании ещё укрепилось.

Никола Тесла и решение суда 1943 года

Третье имя в споре - Никола Тесла. В 1893 году он публично показывал в Сент-Луисе принципы беспроводной передачи, а в 1897 году подал заявки на патенты, связанные с настройкой колебательных контуров, одну из которых выдали в 1900 году. Настройка в резонанс - ключевой элемент радиопередачи, и патенты Теслы относились именно к ней.

Часто повторяют фразу, что в 1943 году Верховный суд США признал Теслу изобретателем радио. Это упрощение. На самом деле суд рассматривал иск компании Маркони к правительству США о нарушении патентов в период Первой мировой войны. Суд пришёл к выводу, что часть притязаний патента Маркони недействительна, поскольку соответствующие идеи уже были раскрыты в работах Лоджа, Теслы и американца Джона Стоуна Стоуна. Решение касалось конкретных патентов и конкретного спора о деньгах и не объявляло никого «изобретателем радио».

Некоторые отмечают, что решение пришло в июне 1943 года, уже после смерти Теслы (он умер в январе того же года), и видят в нём запоздалое признание. Но связь между датами скорее случайная, чем причинная. Тесла внёс огромный вклад в переменный ток и высокочастотную технику, но «изобретение радио» по-прежнему делят несколько человек.

От телеграфа к голосу: Фессенден и де Форест

Первое радио было телеграфным: передавали точки и тире азбуки Морзе искровым передатчиком. Искровой передатчик создавал широкополосный шум, непригодный для речи. Чтобы передавать голос и музыку, нужны были непрерывные волны, модулируемые звуком.

Канадско-американский инженер Реджинальд Фессенден разработал высокочастотный генератор и в декабре 1906 года, по его собственному рассказу, провёл передачу речи и музыки на суда в Атлантике. Событие описывают по-разному: достоверность отдельных деталей, таких как исполнение скрипки в рождественский вечер, историки обсуждают. Тем не менее направление он выбрал верно.

Американец Ли де Форест в 1906 году изобрёл трёхэлектродную лампу, аудион, которая усиливала слабые сигналы. Это дало возможность создать чувствительные приёмники и мощные передатчики. Вакуумная лампа на десятилетия стала основой радио, пока её не заменил транзистор.

Первая регулярная радиовещательная станция начала работу в США в ноябре 1920 года: станция KDKA в Питсбурге передала результаты президентских выборов. В следующие годы вещание появилось в Великобритании (Би-би-си, 1922 год), а в СССР первые передачи шли с 1922 года из Москвы, с радиостанции имени Коминтерна. Над ламповыми передатчиками в России работал нижегородский радиолаборатор Михаил Бонч-Бруевич.

Что означает слово «радио»

Слово «радио» происходит от латинского слова «radius» - луч, спица колеса. Во французском языке и в международной практике оно закрепилось в начале XX века вместо «беспроводного телеграфа». В русском языке его вначале употребляли в сочетании «радиотелеграф». Слово «радио» стало общеупотребительным позже.

Сегодня под радио понимают сразу несколько понятий: сам принцип радиосвязи, радиовещание, радиоприёмник и радиостанцию. Все они выросли из одной основы. Принципы работы микрофона, который превращает голос в сигнал, раскрываются в статье Как работает микрофон. А как радиоволны с модуляцией превратились в беспроводной интернет, рассказано в материале Как работает вайфай.

Радио сегодня: от эфира до спутников

Современные технологии не отменили радио, а расширили его. Сотовая связь использует радиоволны между телефоном и вышкой: подробности в статье Как работает сотовая связь. Спутниковая навигация опирается на сигналы, которые идут со спутников на приёмник: этот механизм разбирается в материале Как работает спутниковая навигация. Телевидение, радары, радиотелескопы, бытовые пульты и бесконтактные карты также работают на электромагнитных волнах разных диапазонов.

Аналоговое вещание в диапазонах AM и FM постепенно дополняется цифровым. Вместе с тем традиционное радио сохраняется там, где нужна простота и надёжность: на кораблях, в самолётах, в службах спасения и в автомобилях.

Частые вопросы

Кто же всё-таки изобрёл радио? Однозначного ответа не существует. В России его принято приписывать Попову, в Италии и Великобритании - Маркони, в Сербии и США - Тесле. Историки техники предпочитают говорить о нескольких независимых вкладах.

Почему у Попова нет патента? Точные причины неизвестны. По одной версии, он считал изобретение научным открытием, а не источником дохода. По другой, на получение патента не хватило средств и поддержки. Нужно признать, что документальных доказательств в пользу каждой версии недостаточно.

Когда День радио? В России и ряде стран СНГ он отмечается 7 мая, в память о демонстрации Попова в 1895 году.

Почему Маркони получил Нобелевскую премию, а Попов нет? Попов умер в 1906 году, а премию Маркони дали в 1909-м. Нобелевские премии не присуждаются посмертно. Но сравнение условно: Маркони к 1909 году уже создал действующую международную систему связи.

В целом радио - наглядный пример того, как научные открытия постепенно превращаются в технологию. Максвелл и Герц дали физику, Бранли и Лодж - приёмник, Попов - антенну и заземление, Маркони - систему и бизнес, Фессенден и де Форест - голос и лампу. Каждый из них был необходим, и поэтому честный ответ на вопрос «кто изобрёл радио» звучит как «целое поколение учёных и инженеров».