Ю. Балтин, YL2DX

ЛИСТАЯ ПОЖЕЛТЕВШИЕ СТРАНИЦЫ



    Как-то, по удачному стечению обстоятельств, в мои руки попала книга, изданная в 1885 году в С.-Петербурге - учебник "Магнитизмъ и электричество" - "переводъ с французскаго" соответствующей части "Полнаго Курса Физики" А. Гано и Ж. Манёврье ("Дозволено цензурою…" и т.д., Hi).

    То, что XIX век был недаром назван веком пара и электричества, всем известно. Более того, конец этого века был ознаменован и экспериментальным доказательством существования электромагнитных волн (Г. Герц - 1886/88), и открытием таинственных тогда Х-лучей (В. К. Рентген - 1895), и, наконец, практическим освоением радиосвязи (А. С. Попов и Г. Маркони - 1895/96). Тем не менее, листая пожелтевшие страницы книги, написанной еще до эпохальных открытий конца позапрошлого столетия, я не уставал поражаться тому, наколько, оказывается, была развита электротехника и техника электросвязи уже тогда, почти 120 лет назад. Думаю, что не у меня одного бурное развитие этих отраслей техники все же гораздо сильнее ассоциировалось с ХХ веком, а не с предыдущим. Однако, вот лишь некоторые любопытные факты из упомянутой книги.

    Изложение физических основ электричества и теоретических основ электротехники в этой книге не так уж сильно отличается от того, что можно встретить в любом сегодняшнем учебнике, примерно соответствующем уровню колледжа. Однако до атомной структуры веществ наука еще не добралась. До открытия электрона Дж. Дж. Томсоном оставалось больше 10 лет, но в некоторых рассуждениях присутствуют "частицы электричества" - просто пока еще безымянные.

    Разумеется, законы Ома, Кирхгофа, Джоуля, Фарадея были сформулированы еще задолго до написания этого учебника. Обозначения физических величин в формулах почти не отличаются от современных. И величины, и названия привычных сегодня амперов, вольтов, омов, кулонов были приняты чуть раньше, в 1881 г. Правда, в тексте часто встречаются и произвольно принятые единицы измерения: например, напряжение могло еще измеряться количеством последовательно соединенных гальванических элементов той или иной системы, а сопротивление - количеством верст "продажной медной проволоки".

    Бросается в глаза отсутствие принципиальных электрических схем в привычном нам изображении. Вместо них на 326 гравюрах очень художественно, с большим искусством, изображены во всех деталях приборы с соединительными проводами, клеммами и винтиками, а прохождение тока описывается фразами типа "Токъ опускается по пластинке b, затемъ достигаетъ m по соединительной планке g…"

    Однако одна схема в почти современном изображении все-таки уже есть. Между прочим, это схема, изображающая принцип дуплексного телеграфирования (!) (состоящего в "одновременной передаче по одной и той же линiи двухъ телеграммъ во взаимно-противуположныхъ направленiяхъ"), базирующаяся на использовании мостика Витстона. Забавно, что аналогичная, так называемая "противоместная" схема телефонной передачи, применяемая и по сей день, считалась в Красной армии секретной всего 60 лет назад, во время Второй мировой войны!

    Для изучения истории тех путей, по которым развитие электротехники шло к осуществлению радиосвязи, интересен раздел "Электродинамическая индукция". Конечно, все начинается с описания и объяснения опытов Фарадея, Ампера и формулируется закон Ленца. Прибор Маттеучи демонстрирует, как разряд лейденской банки (конденсатора) на катушку в виде плоской спирали индуцирует импульс тока в другой такой же катушке на расстоянии около тридцати сантиметров. Спираль (катушка) Г. Румкорфа (1851 г.) представляет из себя в сущности довольно мощный трансформатор с электромагнитным прерывателем, то есть импульсный высоковольтный генератор. В недалеком будущем она станет основой всех искровых передатчиков, начиная с опытов Г. Герца. Для уменьшения обгорания контактов прерывателя при повышении мощности импульсов, Фуко применил бумажный конденсатор - пачку оловянных листов, разделенных бумажными, пропитанными смолой.

    Характерно, что в книге ни словом не упомянуты электромагнитные волны, хотя их теория была разработана Дж. К. Максвеллом и опубликована еще в 1873 г. в его "Трактате об электричестве и магнетизме". Это не промах авторов, а отражение тогдашнего состояния физики - новая теория еще не была доказана экспериментально и вообще мало кому была понятна.

    А пока с помощью прибора Румкорфа исследовалось интереснейшее явление электрического разряда в разреженных газах (в трубках Гaйсслера - предшественницах нынешнего проклятья для многих радиолюбителей - газосветных ламп). Де-ла-Рив провел опыты по влиянию магнитного поля на светящуюся плазму, благодаря чему смог объяснить и некоторые свойства полярных сияний.

    Целая глава посвящена в книге электрическим машинам, которые уже начали находить в те годы и промышленное применение - сначала как генераторы постоянного и переменного тока, а затем и как моторы. Если машины Клерка (1830 г.), Пикси (1832 г.) и Сименса (1854 г.) еще выглядят как довольно архаичные лабораторные приборы, то генератор переменного тока конструкции Грамма очень похож на современный. В то время он предназначался исключительно для питания электрических свечей. Усовершенствовав эту машину, Жамен и Манёврье построили высоковольный генератор, а в 1882 г. для получения постоянного тока из переменного впервые использовали выпрямитель вместо коллекторного коммутатора. Выпрямителем служила диссимметричная вольтова дуга между двумя электродами из разных материалов (в частности, пара уголь-ртуть).

    В разделе, где речь идет о применении электричества для освещения, в основном рассматриваются различные дуговые лампы (свечи Яблочкова, Жамена и др.). Однако уже появилась и лампочка накаливания Эдисона. Внешне она почти не отличается от тех, какими мы пользуемся и сегодня. Только нить накала тогда делали из обугленного бамбукового волокна, изогнутого в виде дуги длиной 12 сантиметров (или 6 см в "полулампахъ"), а "напряженiе света" таких ламп обычно составляло 18 свечей. Такой же винтовой цоколь, грушевидный баллон, как и сегодня, только воздух откачивали не со стороны цоколя, а через отросток, расположенный на округлой макушке стеклянного баллона. Выключатель обычно встраивался прямо в патрон лампы (видимо, пока было еще непривычно управлять светом на расстоянии ).

    В книге подробно описан с десяток разных систем телеграфа - Зёммеринга (электрохимический), Морзе, Юза (буквопечатающий) и др. Характерно, что редактор русского перевода дополнил авторский текст своим примечанием, напомнив, что "настоящимъ изобретателемъ электромагнитнаго телеграфа следуетъ признать барона П. Л. Шиллинга." Там же он привел очень интересную и теперь уже забытую подробность, что задолго до Эрштеда, еще в 1802 году, действие тока на магнитную стрелку открыл Роганьези.

    Приведена и азбука Морзе. От современной русской она отличается только тем, что буква "э" передавалась так же, как "е" (одной точкой), а та комбинация, которая сейчас соответствует букве "э", соответствовала букве "ять". Буква "i" передавалась так же, как "и", а буква "фита" - так же, как "ф". Буква "ижица" не упомянута, по-видимому из-за редкости употребления. Интересны служебные условные знаки, например, сочетание точек и тире, соответствующее буквам "SN", переданным слитно, без промежутка, означало "понял", "АR" - то же, что и сейчас, то есть "конец передачи", а условный знак "на иностранном языке" передавался как "DX"(!!!).

    Вот что, между прочим, говорится о скорости передачи телеграфом Морзе (речь идет об аппаратах, пишущих точки и тире на бумажной ленте):

 "Скорость передачи телеграммъ аппаратомъ Морзе. - Скорость передачи знаковъ по способу Морзе зависитъ отъ многихъ условiй, а именно: отъ скорости колебанiй якоря электромагнита, отъ быстроты замыканiя и размыканiя тока, т.е. отъ устройства ключа и уменья искусно имъ владеть, отъ времени, необходимаго на заряженiе линиiи и разяженiе ея…

    …Принимая продолжительность каждой точки за единицу и считая каждую черточку и промежутокъ между отдельными буквами за три единицы, промежутокъ между буквъ за единицу (тут в книге, видимо, опечатка; надо понимать, что имелся в виду промежуток между посылками), а между словами - за шесть, получимъ, что в минуту аппаратъ Морзе мог бы передать 73 русских слова, такъ какъ каждое из нихъ, переведенное въ графическiя единицы, выражается 55 точками. На самомъ же деле телеграфированiе происходитъ несравненно медленнее: никакой сигналистъ не въ состоянiи передать въ минуту более 25 словъ, да и то только въ виде фокуса; средняя же скорость передачи обыкновенно не переходитъ за 12-15 словъ в минуту. Отсюда видно, что ключъ Морзе составляетъ ахиллесову пяту его системы, тормазъ, непозволяющiй катиться экипажу съ той скоростью, какую допускаетъ его собственная конструкцiя. Нетъ сомненiя, что въ непродолжительномъ времени эта, сохранившаяся еще до сихъ поръ, система ключа заменится клавиатурой (подобной клавиатуре Юза)…"

    Как видим через 115 лет, это предположение оправдалось наполовину - клавиатура-то в ходу, но и "ахиллесова пята" старика Морзе (если быть точным - то его сотрудника А. Вeйля) все еще находит применение, и "фокусников" пока хватает! (Между прочим, клавиатура телеграфного аппарата системы Юза выглядела точно так же, как клавиатура пианино - с белыми и черными клавишами).

    Далее в книге приводится и описание быстродействующей системы Витстона для телеграфной передачи с перфоленты ("электрический Жакаръ"), и даже шестиканальная система телеграфа Бодо ("сборный передаватель"), а это уже, выражаясь современными терминами, в сущности многоканальная система временного уплотнения. По поводу последней отмечается, что "телеграфъ Бодо могъ бы, напримеръ, отпечатать и передать на любое разстояние все семь томовъ сочинений Глеба Успенскаго въ теченiи недели, чего не в состоянiи сделать, при шести рабочихъ, ни одна типографiя въ мире".

    Телеграфная связь могла поддерживаться не только между стационарными пунктами, но и в движении. Еще в 1853 году в Австрии был организован военно-полевой телеграф, который вскоре был принят на вооружение и другими армиями. На конной повозке везли телеграфный аппарат Морзе с телеграфистом, а за ним с катушек разматывалась проволока - до 20-30 верст (!) ("кровавая ариаднина нить", по образному выражению авторов).

    Рассказывается и о проблемах, с которыми пришлось столкнуться при прередаче телеграфных сообщений по трансатлантическому кабелю - здесь речь уже идет о волне тока и ее искажении из-за большой постоянной времени. Рассматриваются способы регенерации фронтов телеграфных посылок (говоря современным языком) применением двухполярной передачи и последовательным включением в линию "громаднаго конденсатора с поверхностью в 1000 кв. сажень".

    Очень интересна глава о недавно изобретенном (в 1876 г. Грагамомъ Беллемъ) телефоне. Это была соединенная между собой проводами пара электромагнитных телефонов с цилиндрическими магнитными сердечниками, не требовавшая для своей работы внешнего источника питания. Один и тот же аппарат использовался и как приемник, и как "передаватель" - его попеременно то слушали, то в него говорили.

    Конструкция электромагнитного телефона, весьма похожая на современную, с двумя последовательно соединенными катушками на двух полюсах подковообразного магнита прямоугольного сечения была применена французом Адером в паре уже с отдельным угольным микрофоном конструкции Юза. Микрофон представлял из себя горизонтальный деревянный планшет размером с лист писчей бумаги, служивший мембраной, на котором были установлены несколько угольных стрерженьков, слабо контактировавших друг с другом. Из-за вибрации планшета при разговоре перед ним, контакт между стерженьками то улучшался, то ухудшался, и, таким образом, изменялся ток в цепи батареи и телефона-приемника.

    Забавно примечание русских переводчиков относительно развития телефонной связи в России: "Въ Петербурге, где все нововведения, клонящiяся къ облегченiю обмена мыслей, пробиваютъ себе дорогу съ большимъ трудомъ и где нарочно поддерживается самая высокая въ мире плата за пользованiе телефономъ, устроено уже однако центральное телефонное бюро и два второстепенныхъ, которыя, действуя съ 1881 года, имеютъ въ настоящее время 1200 абонентовъ". (Эти строки, тем не менее, были "дозволены цензурою" в том же самом Петербурге…)

    Однако самое интересное рассказано в следующем параграфе. В 1881 году на Парижской электрической выставке демонстрировалась система стереофонической передачи!"На сцене парижской Оперы были расположены вдоль рампы, по обеимъ сторонамъ суфлерской будки, двенадцать передавателей Адера. Каждый из передавателей соединялся подземными проволоками съ четырьмя парами приемниковъ Адера, размещенныхъ вдоль стенъ въ зале дворца Промышленности, на разстоянии 2-хъ верстъ отъ театра. Адеръ устроилъ при этомъ сообщенiе такъ, что правый телефонъ каждаго прiемника былъ соединенъ съ передавателемъ, помещеннымъ на правой стороне сцены, а левый - съ передавателемъ на левой. Благодаря такой остроумной комбинацiи, до слушателя не только могли доходить все оттенки звуковъ с отчетливостью, превосходящею всякое вероятiе, но онъ безъ труда могъ следить за движенiями актера на сцене, так как, сообразно этимъ передвижениямъ, усиливались или ослаблялись самыя звуковыя впечатленiя то въ правомъ, то въ левомъ ухе слушателя…" Некоторое время спустя аналогичная система была продемонстрирована и в С.-Петербурге. Так что, и Hi-Fi, и даже Stereo - это вовсе не порождение ХХ века!

    Следующий параграф этого раздела удивляет не меньше. Оказывается, Греэм Белл (по-тогдашнему называемый Грагам Белль) изобрел еще и фототелефон ("фотофонъ")! Передающая его часть ("говорильникъ") предельно проста: оптическая система фокусирует солнечный свет на зеркальной мембране, мембрана вибрирует под действием звуковых колебаний и, тем самым, модулирует световой поток. Отраженный от мембраны луч фокусируется в направлении корреспондента. А вот на приемной стороне принятый луч фокусируется параболическим зеркалом на селеновом фотоэлементе (фоторезисторе!), включенном в цепь последовательно с батареей и электромагнитным телефоном. "Фотофонъ воспроизводитъ съ необыкновенной отчетливостью и членораздельную речь, и музыкальныя арии. Но разстояние, на которое онъ способенъ передавать въ настоящее время и то, и другое, весьма мало…" Вот когда родился пращур лазерных и оптоволоконных линий связи!

    Следует отдать должное прозорливости авторов: в том же разделе об электрической телефонии помещено описание и фонографа Эдисона. А ведь это был чисто механический прибор, не имевший никакого отношения ни к электричеству, ни к магнетизму еще чуть ли не полвека после выхода в свет этой книги!

    Ну и кое-что для любителей американских триллеров. В разделе, посвященном физиологическим действиям электричества, повествуется об опыте докторов Джексона и Макдональда (г. Блумфильд в США) по оживлению повешенного преступника с помощью "гальванизма". Они пропускали через труп ток от батареи и добились появления признаков жизни - сердцебиения и реакции зрачков на свет. "Но тутъ врачи снова были остановлены шерифомъ, который снял проволоки с батареи. Однако имъ удалось получить проволоки обратно, и они въ теченiи очень короткаго времени продолжали свои попытки оживленiя трупа, после чего повешенный проглотилъ несколько воды с коньякомъ." Через несколько часов "пришедший въ себя повешенный озиралъ окружающихъ и состояние его было до того замечательно, что нахлынувшая толпа народа оказала сильное сопротивление врачамъ, стала угрожать имъ и заставила ихъ, наконецъ, прекратить свои опыты…" Не правда ли, и прообраз современной реанимации, и сюжет, достойный Альфреда Хичкока!


All rights reserved © Yuri Baltin, 2001

    > К началу
    > На первую страницу