Гении, изменившие мир

БЕЛЛ АЛЕКСАНДЕР Полное имя – Александер Грейам (Грэхем) Белл (род. в 1847 г. – ум. в 1922 г.)

Американский изобретатель, шотландец по происхождению, создавший и внедривший в жизнь телефон, фотофон и многие другие приборы, которые быстро и повсеместно вошли в жизнь современного общества.

За последние сто лет наша планета превратилась из огромного, беспредельного Мира в совсем небольшой шарик. Земля вовсе не уменьшилась в размерах – но расстояния более не имеют значения. Каждому из нас достаточно протянуть руку, чтобы «дотянуться» до любого собрата по цивилизации. Благодарить за это следует создателей телефона, телеграфа, телевизора, телефакса, телетайпа и других замечательных вещей, которые сейчас называют средствами телекоммуникации и часто сравнивают с нервной системой человечества. Действительно, в современном мире стоит чихнуть – и ваш собеседник на другом континенте, который не только слышит вас, но уже и видит (при Интернет-телефонии), немедленно готов пожелать вам доброго здоровья. Знали бы об этом Морзе и Белл – в то время, когда они работали над своими изобретениями, на пересечение, например, Атлантики требовалось более 10 дней, да и то при попутном ветре…

В 1860 г. Филипп Рейс, учитель школы для глухонемых города Фридрихсдорфа, создал прибор для демонстрации принципа действия человеческого уха. Свой аппарат, сконструированный из подручных средств (пробки от бочонка, вязальной спицы, старой разбитой скрипки, мотка изолированной проволоки и гальванического элемента), он назвал «музыкальным телефоном» и продемонстрировал перед членами Физического общества Франкфурта. Справедливости ради следует заметить, что прообраз его аппарата, так называемую «ворчащую проволоку», за 24 года до Рейса создал американский ученый из Салема Ч. Пейдж.

Изобретение Рейса особого успеха не имело. В печати появилось несколько ироничных и полусерьезных статей, а немецкий семейный журнал «Гартенлаубе» дал в 1863 г. его описание как игрушки. Умелый механик Альберт изготовил в разном оформлении пару десятков «музыкальных телефонов» Рейса, и несколько из них даже были проданы. Один из экземпляров очутился в шотландском университете в Эдинбурге, в котором в то время учился Александер Грейам Белл.

Ознакомившись с телефоном Рейса, Белл решил создать аппарат, превращающий звуки в световые сигналы. С его помощью он надеялся научить говорить глухих детей. Отказавшись от «принципа Рейса», Александер вернулся к основам науки об электричестве – трудам датского физика X. Эрстеда и английского профессора М. Фарадея. Правда, будучи уже знаменитым и богатым, несколько утрируя, Белл как-то сказал: «Люди считают меня электриком, в действительности же я изобрел телефон именно благодаря моему неведению в электротехнике. Ни одному электрику и во сне не снились произведенные мною опыты». Такое же мнение не без доли злости высказал и один из его конкурентов, известный электрик-изобретатель Мозес Г. Фармер: «Если бы Белл был чуть-чуть более сведущ в электричестве, он никогда бы не изобрел телефона». И нужно признать, что зерно истины в этих высказываниях есть, так как аппарат Белла был необыкновенно прост, а если бы он следовал всем законам электротехники, конструкция была бы намного сложнее…

14 февраля 1876 г. в Вашингтонское патентное бюро была подана заявка на «Телеграфное устройство, при помощи которого можно передавать человеческую речь». Автором был 29-летний житель Бостона, шотландец Александер Белл. Двумя часами позже заявку на «Устройство для передачи и приема вокальных звуков телеграфным способом» подал 40-летний американский электротехник из Чикаго Элайша Грей. Эти злополучные «два часа» стали сенсационной находкой не только для журналистов, но и для авторов серьезных научных и научно-популярных произведений.

Эффектная версия о «счастливой случайности», принесшей всемирную славу и богатство одному и оставившей в тени другого изобретателя телефона, варьируется на все лады: «Все решили два часа», «Два часа – а благодаря им весь мир знает имя Белла», «Поспешность эта была более чем уместной» и т. д. и т. п. Но придавать решающее значение только разнице во времени при подаче документов – значит не вникнуть в главное: в юридические и технические аспекты этого эпохального события. В то время как заявка Белла была подана на готовое устройство, заявка Грея являлась всего лишь предварительным уведомлением о намерении изобрести устройство с указанием возможного принципа его действия.

Грей, будучи американским гражданином, имел право на подобное уведомление; Белл, в то время подданный Великобритании, такого права не имел. Заявка Грея по сути была упреждающим ходатайством о невыдаче патента на «телефон» всем другим конкурентам в течение года. Тем самым заблаговременно обеспечивался его возможный приоритет. В результате 7 марта 1876 г. Патентное бюро США выдало Александеру Беллу патент за номером 174465 на его изобретение. Грей попытался опротестовать решение арбитров, но дело проиграл. Это было первое судебное разбирательство для Белла, но далеко не последнее. Всего ему было предъявлено рекордное число исков – более 600. Но все это позднее, когда запахло деньгами, а первоначально техническая новинка была встречена без особого энтузиазма.

Большинство эпохальных изобретений окружено спорами о приоритете. В действительности же все великие открытия делаются не на пустом месте и не вдруг, а в результате мучительных раздумий и многочисленных опытов многих людей. Каждый изобретатель в большей или меньшей степени содействует приведению процесса к конечной цели. Недаром говорится, что «идея носится в воздухе», – важно, кто ее поймает. Беллу удалось это сделать первому…

Он действительно был незаурядной личностью и к своему изобретению шел долгие годы. Достигнутому успеху способствовали два фактора – личные качества изобретателя и его воспитание.

Александер Грейам Белл родился 3 марта 1847 г. в Эдинбурге. Дед Алекса содержал в Лондоне специализированную школу, где наряду с преподаванием обычных предметов учеников лечили от заикания. Отец, Мелвилл Белл, тоже был учителем этой школы, написавшим книгу об исправлении дефектов речи, а также придумавшим специальную «фонетическую» письменность. Неудивительно поэтому, что юный Алекс нередко отправлялся в поля посидеть и послушать, как «разговаривают» колосья. К тому моменту, когда он подрос, мать Белла практически оглохла. Однако он обнаружил, что, если во время разговора приложить губы к голове, кости черепа начинают резонировать и оглохший человек начинает «слышать». Вернув матери радость «разговорного» общения, Белл на этом не остановился.

В течение 10 лет он занимался вопросами акустики и особенностями функционирования голосового аппарата, окончил Эдинбургский и Лондонский университеты и готовился к педагогической карьере. Но из-за его слабых легких (оба брата Белла умерли от туберкулеза) родители решили сменить место жительства. Когда семья переехала в Канаду, 24-летний Алекс отправился в Бостон и устроился там учителем в школу для глухих. Довольно скоро он стал профессором местного университета, преподавал физиологию речи и в течение четырех лет был деканом факультета. К изобретению телефона его привела целая серия изысканий и экспериментов, которыми он занимался на досуге. Собственно, он (как и многие другие) искал способ заставить телеграф передавать более чем два сигнала одновременно. Полученное устройство он назвал «гармоническим телеграфом», но на этом не остановился и продолжил свои исследования.

В то время крупнейшая американская компания «Вестерн Юнион» искала способ одновременной передачи нескольких телеграмм по одной паре проводов, чтобы избавиться от необходимости прокладки дополнительных телеграфных линий. Она объявила о большой денежной премии за решение этой проблемы. Белл, хорошо знавший законы акустики, заинтересовался этой работой. С помощью нескольких состоятельных бостонцев, в числе которых был и будущий тесть Алекса, адвокат Гардинер Хаббард, Беллу удалось собрать небольшие средства для организации скромной лаборатории. Он снял две маленькие комнаты и нанял единственного помощника – 20-летнего электромонтера Томаса Ватсона, который, впрочем, оказался пытливым исследователем и талантливым изобретателем.

Первоначально Белл и Ватсон безуспешно экспериментировали с «гармоническим телеграфом». Зато одним погожим летним днем 1875 г., после очередного опыта с вибрирующими пластинками, у Белла появилась смутная догадка о возможности передачи речи. Алексу пришла в голову мысль сконструировать аппарат, посредством которого речь можно сделать видимой для глухонемых. Но как преобразовать звуки человеческого голоса в электрический сигнал, передать его по линии связи и снова преобразовать в звук? Начались опыты с имитаторами человеческого уха. Белл целый год проработал в Массачусетском отоларингологическом госпитале, присутствуя при многих хирургических операциях и проводя эксперименты в прозекторской. Неудачи следовали одна за другой, кредиторы прекратили финансирование…

Алекс и Томас работали в разных комнатах, где были установлены передающий и принимающий аппараты «гармонического телеграфа». Камертонами служили стальные пластинки разной длины, жестко закрепленные одним концом, а другим замыкавшие электрическую цепь. Однажды конец одной пластинки в передающем аппарате застрял в зазоре контакта и стал задевать другие пластинки, отчего те задребезжали. Белл уловил слабое дребезжание в приемном устройстве и понял, что произошло: застрявшая пластинка действовала как примитивная диафрагма. Во всех прежних опытах Белла и Ватсона свободный конец просто замыкал и размыкал электрическую цепь. Теперь же звуковые колебания пластинки индуцировали электромагнитные колебания в магните, расположенном рядом с ней. В этом заключалась принципиальная разница между полученным телефоном и всеми ранее существовавшими телеграфными устройствами.

Будущий тесть хотя и не дал Алексу денег на разработку телефона (он не усматривал в нем никакой практической ценности), но в силу профессиональных убеждений искренне считал необходимым скорее закрепить юридически права на изобретение. К лету 1875 г. устройство, передававшее звуковые сигналы по проводу, было практически готово. И хотя речь пока передать не удавалось, Гардинер Хаббард, чувствуя затылком дыхание конкурентов, 14 февраля 1876 г. самовольно подал заготовленную Беллом заявку в патентное ведомство. Эту дату и принято считать днем рождения одного из видов электросвязи – телефонии.

Тем временем Белл наконец устранил все мелкие недоделки, и в ночь на 10 марта 1876 г., спустя три дня после регистрации устройства, был проведен первый сеанс телефонной связи. Алекс с передатчиком находился на одном этаже дома, Томас с приемником – двумя этажами выше, комнаты соединял 12-метровый провод. Помощник ясно различил сказанные изобретателем слова: «Мистер Ватсон, идите сюда. Вы мне нужны!» Такова была первая произнесенная по телефону фраза. Так как линия была одностороннего действия, Томас сбежал вниз и закричал: «Мистер Белл, я отчетливо слышал каждое произнесенное вами слово…»

Уже весной следующего года в Бостоне была открыта первая телефонная линия, соединившая два банка, а летом была зарегистрирована Bell Telephone Company – родоначальница телефонных империй США, Канады, Европы, Японии и других стран.

Поначалу Белл использовал свой аппарат и как передатчик, и как приемник. К тому же потребительские качества первого телефона оказались весьма низкими, поскольку мембрана трубки была кожаная – из бычьего пузыря. Дальность действия также была незначительна – порядка 100 метров. Сегодня это воспринимается как курьез, но дальность действия телефона с кожаной мембраной зависела от погоды, а точнее – от влажности воздуха. Можно вспомнить и то, что абоненты соединялись напрямую, то есть использовался принцип «сколько друзей – столько и телефонов» (соответственно и провода занимали значительную часть ландшафта). Кроме того, вызывать абонента первоначально приходилось громким свистом, для чего использовались специальные свистки.

Как ни старался Белл рекламировать свое изобретение, первое время спроса на него не было. Не помогла даже демонстрация устройства на Всемирной выставке в Филадельфии, посвященной столетию США, где, к всеобщему изумлению жюри, из рупора неизвестного агрегата послышался монолог Принца Датского «Быть или не быть?», который исполнял в это же самое время в другой комнате сам изобретатель. Хотя телефон и стал сенсацией этой выставки, но работал он с чудовищными искажениями звука и разговаривать с его помощью можно было на расстоянии не более 250 метров. Не был принят во внимание и лестный отзыв лорда Кельвина (знаменитого английского физика В. Томсона), заявившего: «Это самое удивительное изобретение, виденное мной в Америке». Акции компании Белла пока никого не интересовали…

Впереди было еще немало трудностей, как технических, так и психологических. Телефон действовал на очень короткие расстояния, и перспектива увеличения дальности связи представлялась весьма туманной. Скептики расценивали изобретение Белла как научную безделицу. Люди не верили в возможность передачи человеческой речи по проводам и даже когда они присутствовали при демонстрации телефонного разговора, как правило, подозревали какое-то трюкачество. Одно время Алекс был так удручен этим, что предлагал «Вестерн Юнион» купить у него изобретение за 100 тыс. долларов. К счастью для него, сделка не состоялась, а уже через несколько лет компания была готова выложить за патент 25 млн долларов.

В 1877 г. Белл подал дополнительную заявку – патентовалась металлическая мембрана с магнитными свойствами и постоянный магнит с обмоткой. Тогда же он женился на 18-летней абсолютно глухой дочери Хаббарда, Мейбл. Их свадебное путешествие в Великобританию сопровождалось массированной, специально организованной компаньонами Белла рекламой.

Реклама помогла, но значительно больше пользы принесла дополнительная заявка. По сравнению с первым образцом качество звука и чувствительность улучшились во много раз. Но все же первый промышленный телефон обладал многими (и весьма существенными) недостатками. Во-первых, приходилось и говорить, и слушать в один и тот же аппарат. Это, конечно, было очень неудобно. Сказал что-нибудь и скорее приставляй трубку к уху, чтобы не пропустить ответ. Чтобы люди не забывали об этом, рядом с аппаратами такой системы подчас крепилось довольно оригинальное объявление: «Не слушайте ртом, не говорите ухом». Во-вторых, телефонный передатчик давал слишком маленькую мощность, чтобы ее могло хватить на сколько-нибудь значительное расстояние. Возникла необходимость придумать какой-то новый прибор для превращения звуковых колебаний в электрические.

Запахло деньгами. Компания «Вестерн Юнион» тут же выдала заказ на создание телефона профессиональному изобретателю Т. Эдисону, располагавшему штатом талантливых сотрудников и хорошей технической базой. Тот быстренько изобрел никуда не годный микрофон, соединил его с телефоном Белла и отправился в суд отстаивать свои права. Ничего не вышло. Однако упорства Эдисону было не занимать. Изготовив несколько неудачных образцов, он в 1878 г. усовершенствовал конструкцию микрофона, предложенного Д. Юзом. В результате появился порошковый угольный микрофон, о приоритете создания которого тоже было очень много споров.

В конце следующего года конкуренты пришли к компромиссному решению: они поделили прибыль и сферы деятельности, но объединили принадлежавшие им изобретения. После заключения соглашения с Эдисоном Белл разбогател. К этому времени в США уже было установлено более 150 тыс. телефонных аппаратов, в Великобритании их было около 26 тыс., во Франции – 9 тыс. и 7 тыс. в России. Интересно, что в одном из писем своим компаньонам Белл впервые в истории изложил план создания городской телефонной сети, базирующейся на центральном коммутаторе. Он настаивал на том, что в целях рекламы надо бесплатно установить аппараты в центральных магазинах города. Это письмо стало первоисточником телефонной лексики, в том числе фразы «Алло, центральная», которая исчезла лишь после появления АТС.

В том же 1879 г. Белл предложил молодому изобретателю Чарльзу Тайнтеру создать лабораторию в Вашингтоне для совместных экспериментов в области телефонии. Уже через год компаньоны, используя для связи световые волны и селеновые фотоприемники, разработали беспроводной телефон – фотофон. За это изобретение они получили Золотую медаль Парижской электротехнической выставки и стали членами Лабораторной Ассоциации Вольта. В 1881–1885 гг. на деньги, полученные от Ассоциации за изобретение беспроводного телефона (10 тыс. долларов), они занялись разработкой улучшенной модели фонографа, названной графофоном, и получили несколько патентов, которые положили начало будущей индустрии звукозаписи.

Уйдя от работ по телефонии, Белл продолжал заниматься научными исследованиями. Спектр его научных интересов, как и у других подобных ему гениальных изобретателей, был весьма широк. Его интересовали, например, проблемы воздухоплавания на аппаратах тяжелее воздуха, способы конденсации питьевой воды из тумана для людей, терпящих бедствие в море, проблемы геронтологии, факсимильная передача данных, обнаружение пули в теле раненого методом индукции, статистические исследования проблем наследственной глухоты и многое другое.

Своеобразное объяснение этому дала впоследствии жена изобретателя Мейбл: «Муж прекратил работу над фотофоном потому, что я, оставаясь глухой, не могла оценить прелести передачи человеческой речи, но зато смогла бы увидеть летающую машину». Эту трогательную версию подтвердил очевидец события генерал Д. Карти: «Я помню тот день, когда Белл осуществил телефонный разговор через весь континент, и когда восхищенные отцы нации поздравляли его, он, показав в сторону находившейся здесь же миссис Белл, с горечью сказал мне: “Вы понимаете, что она никогда не сможет пользоваться телефоном”».

Изобретатель много и увлеченно работал, порою доходя до изнеможения. Его рабочий день заканчивался около 4-х часов утра. В своем дневнике Мейбл писала: «Самые серьезные ссоры между нами были только из-за этого». Супруги прожили долгую (45 лет) и счастливую жизнь. У них было четверо детей – две дочери и два сына. К сожалению, оба мальчика умерли в раннем детстве и их смерть была большим ударом для родителей.

Научная деятельность Белла с каждым годом приносила все новые и новые резельтаты в различных областях. В 1882 г. вышла его книга «Аппарат искусственного дыхания», спустя три года он опубликовал статью об обнаружении айсбергов посредством эха (тогда же, кстати, шотландский изобретатель принял американское гражданство). В 1901 г. Белл высказал общую идею измерения морских глубин методом звуковой локации. Позже он занимался проблемами обогрева и вентиляции помещений (даже соорудил в своем доме прообраз кондиционера). И во всех своих научных изысканиях изобретатель проявлял глубочайшие знания и оригинальность мышления.

В 1898 г. Белла избрали президентом Национального географического общества. Он возглавлял его в течение пяти лет и одновременно был председателем Попечительского совета Смитсоновского института в Вашингтоне – одного из старейших научно-исследовательских и культурных центров США. Заслуги Белла были высоко оценены еще при его жизни. Двенадцать университетов мира удостоили его почетных степеней доктора различных наук (права, философии, медицины и др.). В 1881 г. Франция наградила его орденом Почетного легиона, а Лондонское королевское общество в 1913 г. – золотой медалью Хьюгса. Другие научные общества и ассоциации присудили ему 11 золотых и 5 серебряных медалей, главным образом за изобретение телефона, фотофон и «видимую речь».

В последние годы жизни Александер Белл, страдавший от тяжелой болезни, был прикован к постели. 2 августа 1922 г. стало последним днем жизни талантливого изобретателя. Ненадолго придя в себя, он увидел у постели жену и улыбнулся ей. «Не покидай меня», – попросила она. «Никогда», – ответил ей Белл легкими пожатиями пальцев. Это было последним безмолвным посланием создателя телефона.

…Утром 4 августа 1922 г. вся система телефонной связи североамериканского континента была выключена на одну минуту. В момент предания земле гроба с телом Александера Белла прощальный салют был заменен минутой молчания. Замечательный ученый, инженер, медик и педагог был похоронен на мысе Бретон полуострова Новая Шотландия в Канаде.