Кто первым изобрёл радио — и почему это не так просто выяснить

В этой статье нам предстоит как никогда сложная задача. Дело в том, что создание радио нельзя приписать одному человеку или отнести к единственному моменту в истории — это результат последовательных открытий, которые сделали учёные из разных стран.

Чтобы разобраться, с чего всё началось, мы сначала рассмотрим предпосылки появления радиосвязи, а затем выясним, что именно изобрели Александр Попов, Гульельмо Маркони и Никола Тесла. Ведь именно их имена чаще всего звучат в спорах о том, кто был настоящим изобретателем радио.

Содержание

• Кто и когда изобрёл радио
• Изобретение радио Александром Поповым
• Что изобрёл Гульельмо Маркони
• Вклад Николы Теслы
• Заключительные мысли

Кто проложил путь к изобретению радио

Если вы попробуете разобраться в истории радио, то заметите, что почти каждая развитая страна считает его изобретателем кого-то из своих граждан. В США это Никола Тесла, Дэвид Хьюз и даже фермер-энтузиаст Натан Стабблфилд. В Италии — Гульельмо Маркони, во Франции — Эдуард Бранли, в Великобритании — Оливер Лодж, в Германии — Генрих Герц, в России — Александр Попов, в Индии — Джагдиш Чандра Бос. Поверьте, это далеко не полный список.

Объяснить такую путаницу просто: к концу XIX века активно развивалась телеграфия, росли города, строились заводы, внедрялось электрическое освещение и появлялись первые телефонные сети. Все эти перемены вызвали потребность в новых средствах связи. Поэтому учёные начали искать способы передавать сигналы — чтобы они были быстрыми, дальнобойными и работали без проводов. Теперь перейдём к хронологии.

В 1831 году Майкл Фарадей впервые экспериментально доказал, что изменяющееся магнитное поле порождает электрический ток. Это открытие стало первым шагом на пути к созданию радио. А в 1864 году физик Джеймс Клерк Максвелл дал этому явлению математическое описание и предсказал открытие электромагнитных волн. Он показал, что свет — это форма электромагнитного излучения, а значит, должны существовать и другие волны, невидимые человеческому глазу.

Далее появился термин «радио», который происходит от латинского слова radio и означает «излучать во все стороны». В научный оборот его ввёл популяризатор науки Уильям Крукс в 1873 году — так он описывал своё изобретение, стеклянную колбу с лопастями внутри (радиометр). Когда на прибор попадало тепловое излучение, лопасти начинали вращаться, поскольку тёмная сторона нагревалась сильнее светлой.

И хотя сам Крукс и его устройство не имели отношения к радиотехнике, предложенный им термин «радио» оказался весьма точным: радиоволны действительно распространяются во все стороны от источника.

В 1876 году Томас Эдисон создал «искровой телеграф». Он заметил необычное явление: искра, возникающая в цепи с индуктивностью, вызывала аналогичную искру в расположенном рядом устройстве — без какого-либо проводного соединения. Прибор работал даже через бетонные стены и уверенно действовал на расстоянии до 30 метров.

Не сумев объяснить это явление, Эдисон предположил существование «неизвестной силы», которая объединяет электричество, магнетизм, свет и тепло. В 1886 году он запатентовал систему беспроводной сигнализации для кораблей — в ней антенны должны были подниматься на воздушных шарах на высоту до 200 метров. Идея была новаторской, поскольку увеличение высоты антенны значительно расширяло радиус действия сигнала. Впрочем, эта разработка так и не получила развития.

Тем временем в Германии физик Генрих Герц занялся проверкой теории Максвелла. С 1885 по 1889 год он провёл серию опытов и подтвердил существование электромагнитных волн. Для этого он использовал простую установку, которая состояла из генератора (вибратора Герца) и приёмника (резонатора). Когда между металлическими шарами генератора проскакивала искра, в приёмнике без проводов возникала такая же — это демонстрировало передачу энергии через пространство.

В 1888 году Герц опубликовал работу «О лучах электрической силы», в которой на основе экспериментов убедительно доказал существование электромагнитных волн и показал, что они распространяются со скоростью света. При этом сам учёный считал своё открытие чисто теоретическим и не видел в нём никакого практического применения.

Следующий шаг к радио сделал французский физик Эдуард Бранли. В 1890 году он создал радиокондуктор (когерер) — первый детектор радиоволн. Он представлял собой стеклянную трубку с металлическими опилками. Под воздействием радиоволн опилки резко снижали своё электрическое сопротивление, что позволяло зафиксировать приём сигнала. Однако после каждого срабатывания трубку приходилось встряхивать вручную, чтобы вернуть опилки в исходное положение.

В 1894 году физик Оливер Лодж усовершенствовал прибор Бранли, добавив автоматический механизм сброса на основе электрического звонка. Конструкция была довольно простой: молоточек периодически ударял по трубке с опилками, встряхивая их. Когда приходил радиосигнал, опилки сцеплялись, пропускали ток и активировали звонок. Удар молоточка возвращал опилки в исходное, рассыпанное состояние — и прибор снова был готов к приёму следующего сигнала.

Лодж стал одним из первых популяризаторов радиосвязи: он читал лекции, писал статьи и устраивал публичные демонстрации. Его выступления привлекали широкую аудиторию и вдохновляли других учёных на собственные эксперименты в области беспроводной связи.

К началу 1890-х годов теория и эксперименты дали всё необходимое: волны, передатчики, приёмники — даже термин «радио» уже начал проникать в научный язык. Оставалось собрать всё это в работающую систему и превратить в полноценное средство беспроводной связи.

Именно этим занялись Александр Попов, Гульельмо Маркони и Никола Тесла. В следующих разделах мы расскажем о вкладе каждого из них.

Изобретение радио Александром Поповым

Александр Степанович Попов начал свой путь как преподаватель физики в кронштадтском Техническом училище Морского ведомства. В начале 1890-х годов он увлёкся работами Генриха Герца и вскоре отправился в научную поездку по Европе и США. На Всемирной выставке в Чикаго Попов познакомился с экспериментами Николы Теслы, посетил заводы AEG и компанию Эдисона, а также вступил во Французское физическое общество. После возвращения в Россию он сосредоточился на изучении электромагнитных волн и возможностях их беспроводной передачи.

В 1895 году на основе работ Лоджа и Бранли Александр Попов создал собственный приёмник электромагнитных волн. Он усовершенствовал когерер, добавив в схему реле — это повысило чувствительность прибора и снизило уровень помех. Главным новшеством стал автоматический механизм встряхивания: ударник звонка срабатывал после приёма сигнала и возвращал опилки в исходное состояние. Благодаря этим улучшениям прибор стал пригодным для многократного использования.

Первоначально Попов применял свой прибор как грозоотметчик — устройство для обнаружения электромагнитных импульсов от молний. Принцип действия был несложным: возникающая при появлении молнии электромагнитная волна улавливалась антенной и поступала на когерер. Когерер при этом резко снижал своё сопротивление, замыкая электрическую цепь, после чего звонок оповещал о грозовом разряде.

7 мая 1895 года Попов выступил с докладом «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям» и представил свою разработку на заседании Русского физико-химического общества в Санкт-Петербурге. Это историческое событие впоследствии стало основанием для объявления 7 мая официальным Днём радио в России.

Несмотря на то что демонстрация ограничивалась только приёмом радиосигналов, она стала поворотным этапом в развитии радиотехники. Прибор Попова оказался первым надёжным приёмником: он стабильно и автоматически улавливал электромагнитные волны и был пригоден для многократного использования. Более того, это было первое публичное научное выступление, в котором демонстрировалась возможность беспроводного приёма сигналов из окружающей среды.

25 марта 1896 года Александр Попов впервые передал управляемый радиосигнал. Он использовал передатчик системы Герца в сочетании с приёмником собственной конструкции и отправил радиограмму на расстояние 250 метров между двумя корпусами Петербургского университета. В качестве первого переданного слова Попов выбрал «Герц» — фамилию физика, чьи работы легли в основу его исследований.

В 1897 году Попов добился устойчивой передачи сигнала на расстояние до трёх километров. В 1899 году он разработал новый тип радиоприёмника (без когерера), который обеспечивал приём на дистанциях до 25–35 километров. В 1900 году ему удалось наладить радиосвязь между двумя островами в Финском заливе (более 45 км), а к 1903 году — между кораблями и портами на Чёрном море на расстоянии до 120 километров.

Александр Попов не патентовал свои изобретения, поскольку считал, что научные открытия должны служить науке и Отечеству. Это стало одной из причин, по которой его вклад долгое время оставался малоизвестным за пределами России. Чего не скажешь про Маркони, который патентовал каждое техническое улучшение своего радио. К тому же разработки Попова имели оборонное значение и долгое время были засекречены.

Что изобрёл Гульельмо Маркони

Гульельмо Маркони родился в 1874 году в богатой итальянской семье и с юных лет увлекался физикой. Он самостоятельно изучал труды Генриха Герца и внимательно следил за последними открытиями в области электричества. В 1894 году Маркони приступил к собственным экспериментам и собрал простую установку: антенну, заземление, приёмник на основе когерера и искровой передатчик. С её помощью ему удалось передать радиосигнал на расстояние около двух километров.

Весной 1895 года Маркони добился устойчивой передачи сигнала на расстояние в несколько сотен метров. В отличие от Александра Попова, он не стал публиковать результаты или выступать перед научным сообществом — вместо этого сразу обратился в итальянскую почтовую службу. Однако там его изобретением никто не заинтересовался.

Из Италии Гульельмо отправился в Великобританию, где при поддержке семьи 2 июня 1896 года подал патентную заявку на своё изобретение. Документ назывался так: «Усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов и в аппаратуре для этого». В течение года британское ведомство рассматривало заявку и 2 июля 1897 года выдало Маркони долгожданный патент под номером GB189612039A.

В сентябре 1896 года Маркони провёл первую публичную демонстрацию своей радиосистемы в Лондоне. К 1897 году ему удалось передать сигнал на расстояние 18 километров. Первой радиограммой стала фраза: «Да здравствует Италия!» В том же году он основал Marconi’s Wireless Telegraph Company Ltd. и занялся коммерческим развитием радио.

В 1900 году Маркони подал патентную заявку в США, но получил отказ — американское патентное ведомство указало на приоритет патентов Николы Теслы. Однако в 1904 году ведомство пересмотрело своё решение и выдало Маркони патент, фактически признав его изобретателем радио на территории США. Это вызвало протест со стороны Теслы, который из-за финансовых проблем не сразу начал судебное разбирательство.

В 1909 году Гульельмо Маркони совместно с Карлом Брауном получил Нобелевскую премию по физике «за вклад в развитие беспроводной телеграфии». В последующие годы он разрабатывал системы связи для армии, морского флота и международных информационных агентств.

В 1943 году Верховный суд США вынес окончательное решение в деле Marconi Wireless Telegraph Co. of America v. United States. Суд отменил патент Маркони на радио и признал, что ключевые технологии были впервые разработаны тремя изобретателями: Николой Теслой (беспроводная передача энергии), Оливером Лоджем (система настройки частот) и Джоном Стоуном Стоуном (селективные системы радиоприёма).

Вклад Николы Теслы

В 1891 году, во время лекции в Нью-Йорке, Никола Тесла впервые продемонстрировал передачу энергии без проводов: он зажигал лампы на расстоянии с помощью высокочастотных токов. В том же году он получил патент на устройство для генерации и приёма электрических колебаний, пригодных для беспроводной передачи сигнала. Уже тогда Тесла использовал резонанс — настройку генератора и приёмника на одну частоту, которая впоследствии стала основой всей радиотехники.

Через два года после первых опытов Тесла представил прототип системы беспроводной связи. Его установка включала антенну, заземление и модулированные высокочастотные колебания. Сигнал принимался с помощью телефонного приёмника, подключённого к вертикальному проводу и земле. По сути, это была конструкция, которая легла в основу будущих радиоприёмников. Напомним: это происходило в 1893 году.

В 1895 году Тесла планировал передать радиосигнал на расстояние до 80 километров, что стало бы крупнейшим экспериментом того времени. Однако весной того же года пожар уничтожил его лабораторию вместе с оборудованием и записями. Поэтому эксперимент так и не состоялся, и Тесле пришлось сосредоточиться на других, более масштабных проектах.

В 1901 году он приступил к реализации одного из них — строительству башни «Варденклиф» в Шореме. Эта 57-метровая металлическая конструкция должна была стать первой в сети из 30 башен, которые он планировал разместить по всему миру. По замыслу Теслы, эти станции обеспечивали бы глобальную систему беспроводной связи и передачи энергии — от телеграфных сообщений до изображений и электричества.

В 1903 году Тесла провёл первые успешные испытания своей системы — башня генерировала мощные электрические разряды и создавала искусственные молнии длиной до 30 метров. Однако уже в 1905 году главный инвестор отказался от финансирования, и без его поддержки Тесла не смог завершить строительство. Проект пришлось заморозить.

Хотя Никола Тесла не получил Нобелевскую премию и не создал коммерческую радиосеть, именно его инженерные решения легли в основу радиосвязи, радиоуправления и большинства современных беспроводных технологий. Просто взгляните на список его патентов:

• US645576A — система беспроводной передачи энергии, которая основана на резонансных цепях, антенне и заземлении;
• US649621A — усовершенствованный передатчик радиосигнала с резонансной настройкой для увеличения дальности передачи;
• US613809A — первая в мире система радиоуправления, которую Тесла показал на примере дистанционно управляемой лодки;
• US685953A — устройство для передачи электрических импульсов через атмосферу и земную поверхность с использованием резонансных контуров и специальных антенн для усиления сигнала;
• US568178A — генератор высокочастотных электрических колебаний для обеспечения стабильной радиопередачи;
• US725605A — способ модуляции сигнала на основе резонанса, который позже стал основой для радиопередачи речи и звука;
• US787412A — система одновременной передачи радиосигнала через два канала для увеличения надёжности и дальности радиосвязи.

Так кто же всё-таки?..

Появление радио стало результатом усилий целого ряда выдающихся учёных. Судите сами: Генрих Герц доказал существование электромагнитных волн, Эдуард Бранли изобрёл первый когерер для их регистрации, Оливер Лодж усовершенствовал это устройство, а Никола Тесла исследовал высокочастотные колебания. Затем Александр Попов создал первый в мире радиоприёмник, а Гульельмо Маркони смог объединить эти достижения в полноценную систему беспроводной связи.

Споры о первенстве были особенно актуальны в начале XX века, когда изобретения патентовались, а их авторы могли рассчитывать на серьёзную выгоду. Сегодня радио — это достояние всего человечества, без которого прошлый век был бы совершенно другим. Именно поэтому, на наш взгляд, справедливо не приписывать изобретение радио одному человеку. Если вам всё же хочется подвести итог — попробуйте сами определить, кто действительно достоин звания победителя ?