«Эдисон: Его жизнь и изобретения»

Система представляет собой комбинацию телеграфного аппарата и телефонного приемника, хотя в данном случае последний прибор используется не так, как это понимается обычно. Общеизвестно, что диафрагма телефона вибрирует под воздействием колебаний тока, возбуждающего расположенный под ней магнит. Если прерывания цепи намагничивающего тока происходят быстро, а вибрации находятся в пределах человеческого слуха, диафрагма будет издавать слышимый звук; но если прерывания происходят так же медленно, как при обычной передаче по системе Морзе, диафрагма будет лишь прогибаться и возвращаться в исходную форму, не издавая звука. Если поэтому в ту же цепь поместить обычное телеграфное реле и специальный телефон, оператор сможет, манипулируя ключом, управлять реле (и его звуковым аппаратом), не производя звука в телефоне, так как прерывания ключа далеко ниже порога слышимости. Но если через ту же цепь с помощью другого соответствующим образом подключенного ключа пустить быстрые изменения тока от индукционной катушки, это вызовет серию громких щелчков в телефоне, соответствующих переданным сигналам; однако этот ток слишком слаб, чтобы повлиять на телеграфное реле. Таким образом, видно, что этот метод дуплексирования применяется не путем изменения силы или полярности, а путем отправки ДВУХ ВИДОВ ТОКА по проводу. Таким образом, два набора сигналов Морзе могут передаваться двумя операторами по одной линии одновременно без создания помех друг другу, причем не только между оконечными офисами, но также между оконечным офисом и любым промежуточным офисом или же только между двумя промежуточными офисами.

III

АВТОМАТИЧЕСКАЯ ТЕЛЕГРАФИЯ

С 1848 года, когда шотландец Александр Бэйн впервые разработал схему быстрой телеграфии автоматическими методами, и вплоть до начала семидесятых годов многие другие изобретатели также занимались решением этой сложной проблемы с переменным успехом. Поскольку лозунгом того времени была «дешевая телеграфия», Эдисон страстно увлекся этой темой и по истечении трех лет упорной работы создал полностью успешную систему, публичное испытание которой было проведено 11 декабря 1873 года, когда за двадцать две с половиной минуты по одной линии из Вашингтона в Нью-Йорк было передано около двенадцати тысяч (12 000) слов. Система Эдисона в течение нескольких лет коммерчески эксплуатировалась компанией Automatic Telegraph Company, как рассказывалось в предыдущем повествовании.

В качестве предпосылки к объяснению задействованных принципов следует отметить, что передача телеграфных сообщений вручную со скоростью пятьдесят слов в минуту считается хорошей средней скоростью; следовательно, доступность телеграфной линии при такой работе ограничивается этой пропускной способностью, если только ее нельзя умножить на два при использовании дуплекса или на четыре с помощью квадруплекса. Однако повышенная скорость передачи может быть достигнута автоматическими методами, с помощью которых посредством использования подходящих устройств сообщения могут вбиваться или набиваться в бумажную ленту или на нее, передаваться через автоматически действующие приборы и приниматься в удаленных точках в виде видимых символов на аналогичную ленту со скоростью в двадцать и более раз большей — скоростью, далеко превосходящей возможности человеческой руки по передаче или уха по приему.

В системе автоматической телеграфии Эдисона бумажная лента перфорировалась рядами круглых отверстий, расположенных и разнесенных таким образом, чтобы представлять знаки Морзе, формирующие слова передаваемого сообщения. Это делалось на специальной машине изобретения Эдисона, называемой перфоратором, состоящей из ряда пуансонов, управляемых банком клавиш на манер пишущей машинки. Бумажная лента проходила над цилиндром и поддерживалась в регулярном движении, чтобы принимать перфорацию в надлежащей последовательности.

Затем перфорированная лента помещалась в передающий прибор, существенными частями которого были металлический барабан и выступающий рычаг с двумя маленькими колесиками, которые с помощью пружины удерживались в состоянии постоянного прижатия к барабану. Колеса и барабан были электрически соединены в линию, по которой должно было отправляться сообщение, причем ток подавался батареями обычным образом.

Когда передающий прибор работал, перфорированная лента проходила над барабаном непрерывным прогрессивным движением. Таким образом, бумага проходила между барабаном и двумя маленькими колесиками, и, поскольку сухая бумага является непроводником, прохождение тока предотвращалось до тех пор, пока не достигалось отверстие. По мере продвижения бумаги колеса проваливались в перфорацию, совершая мгновенные контакты с находящимся под ней барабаном и заставляя мгновенные импульсы тока передаваться по линии точно так же, как они производились бы манипуляциями с телеграфным ключом, но с гораздо большей скоростью. Поскольку перфорация была устроена так, чтобы регулировать продолжительность контакта, результатом становилась передача длинных и коротких импульсов, соответствующих точкам и тире азбуки Морзе.

Приемный прибор на другом конце линии был построен по тем же общим принципам, что и передатчик, и состоял из металлического барабана и катушек для бумажной ленты. Однако вместо двух маленьких контактных колесиков выступающий рычаг нес железный штифт, или стилус, расположенный так, что его кончик в обычном состоянии соприкасался с периферией барабана. Железный штифт и барабан были соответствующим образом соединены так, чтобы находиться в цепи с линией передачи и батареями. Поскольку принцип, задействованный в операции приема, заключался в электрохимическом разложении, бумажная лента, на которую должно было приниматься входящее сообщение, смачивалась химическим раствором, легко разлагаемым электрическим током. Эта бумага, находясь еще во влажном состоянии, проходила между барабаном и стилусом непрерывным прогрессивным движением. Когда по линии с передающего конца поступал электрический импульс, ток проходил через смоченную бумагу от железного штифта, вызывая химическое разложение, вследствие которого железо подвергалось воздействию и оставляло линию на бумаге. Такая линия была бы длинной или короткой в зависимости от продолжительности электрического импульса. Поскольку последовательность таких импульсов, поступающих по линии, была обязана своим происхождением перфорации на передающей ленте, из этого следовало, что результирующие отметки на приемной ленте будут соответствовать ей по своей относительной длине. Следовательно, переданное сообщение принималось на ленту в виде видимых точек и тире, представляющих символы азбуки Морзе.

Система, возможно, будет лучше понята при обращении к следующей схематической зарисовке ее общих принципов:

Некоторое представление о скорости автоматической телеграфии можно получить, если учесть тот факт, что при использовании системы Эдисона в начале семидесятых годов обычной практикой была передача и прием от трех до четырех тысяч слов в минуту по одной линии между Нью-Йорком и Филадельфией. Эта система эксплуатировалась с использованием умеренно оплачиваемого канцелярского персонала.

На практике применялось такое количество перфорирующих машин, какое требовали потребности бизнеса. Каждая машина обслуживалась клерком, который переводил сообщение в телеграфные символы и подготавливал передающую ленту, пробивая в ней необходимые отверстия. Опытный клерк мог перфорировать такую ленту со скоростью от пятидесяти до шестидесяти слов в минуту. На принимающем конце ленту забирали другие клерки, которые переводили знаки Морзе в обычные слова, записывавшиеся на бланках сообщений для доставки лицам, которым эти сообщения предназначались.

Эта последняя операция — «копирование», как ее называли, — не согласовалась с по-настоящему экономной деловой практикой. Поэтому Эдисон взял на себя задачу разработать усовершенствованную систему, при которой принятое сообщение не требовало бы перевода и переписывания, а автоматически появлялось бы на ленте в виде простых букв и слов, готовых к мгновенной доставке.

Результатом стала его автоматическая система римского алфавита, основой для которой послужили упомянутые общие принципы перфорированной передающей ленты и электрохимического разложения. Однако вместо пробивания знаков Морзе в передающей ленте она перфорировалась рядами небольших круглых отверстий, образующих латинские буквы. Вертикали этих букв изначально имели высоту в пять отверстий. Передающий прибор имел пять маленьких колесиков или роликов вместо двух для создания контактов через перфорацию и пропускания коротких электрических импульсов по линиям. Сначала использовались пять линий для передачи этих импульсов на приемный прибор, где имелись пять железных штифтов, соприкасающихся с барабаном. С помощью этих штифтов на химически подготовленную ленту наносились точки, соответствующие принятым импульсам, оставляя на ней разборчивую запись переданных букв и слов.

В целях экономии инвестиций и технического обслуживания Эдисон впоследствии разработал план, согласно которому число проводящих линий было уменьшено до двух вместо пяти. Вертикали букв перфорировались высотой всего в четыре отверстия, а четыре ролика располагались парами, причем одна пара находилась немного впереди другой. В приемном приборе, разумеется, имелось только четыре штифта. Два из них были железными, а два — теллуровыми, причем суть замысла Эдисона заключалась в осуществлении маркировки химической бумаги одним металлом с положительным током, а другим металлом — с отрицательным током. На следующей схеме, показывающей теорию этого расположения, видно, что как передающие ролики, так и принимающие штифты расположены парами, причем одна пара в каждом случае находится немного впереди другой. Из этих принимающих штифтов одна пара — 1 и 3 — сделана из железа, а другая пара — 2 и 4 — из теллура. Штифты 1–2 и 3–4 соединены между собой электрически в другие пары, и затем каждая из этих пар соединяется с одной из главных линий, идущих соответственно к середине двух групп батарей на передающем конце. Клеммы этих групп батарей соединены соответственно с четырьмя роликами, которые соприкасаются с передающим барабаном, причем отрицательные подключены к 5 и 7, а положительные — к 6 и 8, как обозначено буквами N и P. Передающий и принимающий барабаны соответственно заземлены.

В работе перфорированная лента помещается на передающий барабан, а химически подготовленная лента — на принимающий барабан. Когда перфорированная лента проходит над передающим барабаном, передние ролики 6 или 8 сначала замыкают цепь через перфорацию, и положительный ток проходит от батарей через барабан вниз к земле; оттуда через землю на приемном конце вверх к другому барабану и обратно к батареям через теллуровые штифты 2 или 4 и провод линии. С помощью этого положительного тока теллуровые штифты оставляют отметки на бумажной ленте, но железные штифты не оставляют отметок. В малейшую долю секунды, по мере того как перфорированная бумага продолжает проходить над передающим барабаном, ролики 5 или 7 замыкают цепь через другие отверстия, и ток течет в противоположном направлении по проводу линии через штифты 1 или 3 и возвращается через землю. В этом случае железные штифты размечают бумажную ленту, а теллуровые штифты не оставляют отметок. Следовательно, будет очевидно, что поскольку ролики настроены так, чтобы позволять токам противоположной полярности попеременно и быстро отправляться с помощью перфорации, отметки на ленте на принимающей станции будут занимать свои правильные относительные позиции, и общим результатом будут буквы, соответствующие тем, что перфорированы в передающей ленте.

Впоследствии Эдисон внес еще большие усовершенствования в этом направлении, сократив число проводящих проводов до одного, но задействованные принципы были аналогичны только что описанному.

Эта система римского алфавита использовалась в течение нескольких лет на линиях между Нью-Йорком, Филадельфией и Вашингтоном и была настолько эффективной, что на линии между двумя первыми из названных городов была достигнута скорость в три тысячи слов в минуту.

Поскольку к моменту выхода Эдисона на арену существовало несколько предложенных систем быстрой автоматической телеграфии, но ни одна из них не находилась в практическом коммерческом использовании, представляет интерес выяснить, в чем заключались их недостатки и каковы были элементы успеха Эдисона.

Главные трудности при передаче знаков Морзе были двумя, причем наиболее серьезная заключалась в том, что на принимающей ленте знаки удлинялись и сливались друг с другом, образуя смазанную линию и делая сообщение непонятным. Это происходило из-за того, что в силу быстрого чередования электрических импульсов между ними не оставалось достаточно времени для полного прекращения электрического действия. В результате линия не успевала очиститься и перенасыщалась, так сказать; эффектом было затухающее удлинение каждого импульса, проявляющееся в более слабом продолжении отметки на ленте, что делало все сообщение нечетким. Эти вторичные отметки назывались «хвостами» («tailings»).

Много лет электрики безуспешно пытались преодолеть эту трудность. Эдисон посвятил этому вопросу много размышлений и энергии, в ходе которых он экспериментировал в течение ста двадцати ночей подряд в 1873 году на линии между Нью-Йорком и Вашингтоном. Его решение проблемы было простым, но результативным. Оно включало в себя принцип индуктивной компенсации. В шунтирующую цепь с приемным прибором он ввел электромагниты. Пульсации тока проходили через обмотки этих магнитов, создавая усиленный маркерный эффект на приемной ленте, но при разрыве тока магнит при саморазрядке от наведенного магнетизма кратковременно создавал встречный ток противоположной полярности. Это нейтрализовало «хвостящий» эффект за счет очистки линии между пульсациями, позволяя тем самым четко и отчетливо обрисовывать телеграфные знаки на ленте. Дальнейшая доработка этого метода была осуществлена позже путем добавления реостатов, конденсаторов и местных противодействующих батарей на длинных линиях.

Другая упомянутая выше трудность также занимала много размышлений и внимания многих работников в этой области и была связана с перфорацией тире в передающей ленте. Она включала механические сложности, которые казались непреодолимыми, и до тех пор, пока Эдисон не изобрел свой перфорирующий аппарат, не было доступно ни одного действительно хорошего метода. Он отказался от попытки прорезать тире как таковые в бумажной ленте, а вместо этого пробивал три круглых отверстия, расположенных так, чтобы образовать треугольник. Конкретный пример представлен на иллюстрации ниже, на которой показан кусок ленты с перфорацией, представляющей слово «same».

Суть этого сразу становится понятной, если вспомнить, что два маленьких колесика, бегущих по барабану передающего прибора, располагались бок о бок, соответствя по расстоянию двум рядам отверстий. Когда треугольник из трех отверстий, предназначенный для формирования тире, доходил до колесиков, одно из них проваливалось в нижнее отверстие. Прежде чем оно успевало выбраться, другое колесико проваливалось в отверстие на вершине треугольника, продлевая тем самым соединение, которое дополнительно удлинялось за счет попадания первого колесика в третье отверстие. Таким образом, создавался пролонгированный контакт, который благодаря передаче длинного импульса приводил к нанесению тире на принимающую ленту.

Этот метод некоторое время с успехом применялся на практике в начале семидесятых годов, обеспечивая скорость передачи от трех до четырех тысяч слов в минуту по одной линии, но позже был вытеснен упомянутой выше системой буквопечатания Эдисона.

Тема автоматической телеграфии вызывала огромный интерес у изобретателей в период ее популярности. Никто не был столь усерден и неутомим, как Эдисон, который в ходе своих исследований получил тридцать восемь патентов на различные изобретения, относящиеся к этой области, причем некоторые из них касались химических растворов для принимающей бумаги. Сама по себе эта тема имела большую важность, и на нее были затрачены колоссальные объемы исследований и труда. В лабораторных дневниках зафиксированы тысячи экспериментов, показывающих, что исследования Эдисона охватывали не только огромное количество химических солей и соединений, но также исчерпывающее разнообразие растений, цветов, корней, трав и коры.

На первый взгляд кажется необъяснимым, почему система телеграфии, достаточно быстрая и экономичная для практического применения в важной деловой переписке, вышла из употребления. Однако это становится понятным — по крайней мере, в том, что касается изобретения Эдисона, — в главе VIII предыдущего повествования.

IV. БЕСПРОВОДНАЯ ТЕЛЕГРАФИЯ

Хотя мистер Эдисон не принимал активного участия в развитии более современной беспроводной телеграфии и его имя не упоминалось в связи с ней, лежащие в ее основе явления были замечены им за много лет до появления этого направления, как будет объяснено далее. Авторы считают, что это объяснение откроет такое положение Эдисона по отношению к данному вопросу, которое до сих пор оставалось неизвестным широкой публике.

Хотя термин «беспроводная телеграфия», применяемый в настоящее время к современному методу электрической связи между отдаленными точками без промежуточных проводников, говорит сам за себя, он, строго говоря, был применим и к предшествующей технике телеграфирования на движущиеся поезда и между точками, находящимися на небольшом расстоянии друг от друга и не соединенными проводами.

Последняя система (описанная в главе XXIII и в последующей статье этого Приложения) основывалась на явлениях электромагнитной или электростатической индукции между проводниками, разделенными тем или иным пространством, благодаря чему электрические импульсы относительно малого потенциала и низкой частоты, возникающие в одном проводнике, передавались индуктивным путем через воздух на другой проводник и принимались там с помощью соответствующих приборов, соединенных с ним.

В отличие от этой системы, однако, современная беспроводная телеграфия — так называемая — имеет своей основой использование электрических волн или волн эфира в свободном пространстве, причем такие волны возникают в результате электрических колебаний, или всплесков, относительно высокого потенциала и высокой частоты, производимых работой подходящей электрической аппаратуры. Широко говоря, эти колебания возникают в результате разрывных разрядов индукционной катушки или другой формы генератора через воздушный зазор, а их характер контролируется манипуляциями с особым типом прерывающего ключа цепи, с помощью которого производятся длинные и короткие разряды. Возникающие при этом электрические или эфирные волны обнаруживаются и принимаются другим специальным аппаратом, находящимся на том или ином расстоянии, без каких-либо промежуточных проводов или проводников.

В ноябре 1875 года Эдисон, проводя эксперименты в своей лаборатории в Ньюарке, обнаружил новое проявление электричества в виде загадочных искр, которые могли возникать при неизвестных до того времени условиях. Сразу же признав абсолютно уникальный характер этого явления, он с энтузиазмом продолжил исследования в течение двух месяцев, придя наконец к правильному выводу о колебательной природе доселе неизвестных проявлений. Как ни странно, однако, истинное значение и практическая применимость этих явлений не пришли ему в голову. Действительно, лишь более чем ДВЕНАДЦАТЬ ЛЕТ СПУСТЯ, в 1887 году, после публикации выдающейся работы проф. Г. Герца, доказавшей существование электрических волн в свободном пространстве, Эдисон осознал тот факт, что фундаментальный принцип воздушной телеграфии был у него в руках еще зимой 1875 года; ибо, хотя работа Герца была более глубокой и математической, чем работа Эдисона, задействованный принцип и наблюдаемые явления были практически идентичны — фактически, можно отметить, что некоторые методы и экспериментальные аппараты были весьма схожи, особенно «темная камера» с микрометрической регулировкой, использовавшаяся обеими сторонами при наблюдении искры. [25]

[Сноска 25: В период, когда Эдисон демонстрировал свою систему освещения на Парижской выставке 1881 года, его представитель, мистер Чарльз Батчелор, повторил замечательные эксперименты Эдисона зимы 1875 года для большой группы европейских ученых, используя наряду с другой аппаратурой оригинальную «темную камеру» с микрометрической регулировкой.]

Авторы вовсе не намерены ни в малейшей степени умалять блестящую работу Герца, а напротив, воздать ему должное за то, что он придал математическое направление и определенность столь важному открытию. Адаптация принципов, таким образом разъясненных, и последующее развитие нынешнего удивительного искусства Маркони, Бранли, Лоджем, Слаби и другими в настоящее время слишком хорошо известны, чтобы требовать дальнейших комментариев в этом месте.

Как ни странно, хотя ранние эксперименты Эдисона с «эфирной силой» вызвали широкий резонанс и обсуждение в периодической печати того времени, о них, по-видимому, в целом забыли после публикации работ Герца. Однако на заседании Института инженеров-электриков, состоявшемся в Лондоне 16 мая 1889 года, на котором обсуждался знаменитый доклад проф. (сэра) Оливера Лоджа «Громоотводы», председатель, сэр Уильям Томсон (лорд Кельвин), сделал следующие замечания:

«Все мы знаем, как Фарадей сделал себе клетку диаметром шесть футов, подвесил ее в воздухе в лектории Королевского института, забрался внутрь и, как он говорил, жил в ней и ставил эксперименты. Это была клетка со свисающей по всему периметру станиолевой фольгой; она не представляла собой сплошную металлическую оболочку. У Фарадея поблизости работала мощная машина, производившая всевозможные варианты постепенного нарастания и разрядов посредством „импульсного броска“; и будь то внезапный разряд обычных изолированных проводников, или лейденских банок поблизости снаружи клетки, либо электризация и разряд самой клетки, он не наблюдал никакого воздействия на свои самые чувствительные золотисто-листовые электроскопы внутри. Его внимание не было направлено на поиск искр Герца, иначе он, вероятно, мог бы обнаружить их внутри. Эдисон, по-видимому, заметил нечто подобное в том, что он назвал эфирной силой. Тринадцать лет назад его название „эфирная“ многим могло показаться абсурдным. Но теперь мы все начинаем называть эти индукционные явления „эфирными“».

Сделав эти предварительные замечания, давайте теперь вкратце обратимся к упомянутым лабораторным экспериментам Эдисона.

При первом проявлении необычных явлений в ноябре 1875 года острота восприятия Эдисона сразу же подсказала ему, что он открыл новую силу. Действительно, самая первая запись об этом открытии в лабораторном дневнике носила именно такой заголовок. Однако после нескольких дней дальнейших экспериментов и наблюдений он изменил его на «Эфирная сила», и все дальнейшие записи об этом (все они выполнены почерком мистера Батчелора) велись под этим заголовком.

Публикация открытия Эдисона привлекла к себе значительное внимание в то время, вызвав бурю всеобщих насмешек и недоверия. Но несколько ученых того периода, чьи методы экспериментирования были тщательными и точными, подтвердили его выводы, получив аналогичные явления путем повторения его опытов с разумной точностью. Среди них был покойный доктор Джордж М. Бирд, известный физик, который с энтузиазмом включился в исследование и, помимо множества самостоятельных экспериментов, провел много времени с Эдисоном в его лаборатории. Доктор Бирд написал пространный трактат по этому вопросу, в котором согласился с выводом Эдисона о том, что эти явления представляют собой проявление колебаний, или быстро меняющих направление волн электричества, которые не реагируют на обычные тесты. Эдисон наблюдал тенденцию этой силы рассеиваться в различных направлениях через воздух и через материю, откуда и произошло название «эфирная», которое он предварительно к ней применил.

Лабораторные записи Эдисона об этом поразительном исследовании увлекательны и объемны, но не могут быть воспроизведены полностью из-за нехватки места. Тем не менее, учитывая последующее практическое применение затронутых принципов, читателю, вероятно, будет интересно ознакомиться с несколькими выдержками из них, проиллюстрированными факсимиле оригинальных набросков из лабораторного дневника.

Поскольку полное значение экспериментов, показанных в этих выдержках, может быть неочевидно для неподготовленного читателя, в качестве предисловия можно отметить, что обычно ток следует только по замкнутой цепи. Электрический звонок или электрическая лампочка являются привычным примером этого правила. В каждом случае имеется разомкнутая (проводная) цепь, которая замыкается нажатием кнопки или поворотом выключателя, создавая тем самым полный и непрерывный путь, по которому ток может двигаться и выполнять свою работу. До времени исследований Эдисона 1875 года, о которых идет речь, электричество никогда не проявляло себя иначе как через замкнутую цепь. Но, как читатель увидит из следующих выдержек, Эдисон открыл доселе неизвестное явление, а именно: при определенных условиях это правило нарушается, и электричество проходит через пространство и материю, совершенно не соединенные с точкой его происхождения. Другими словами, он нашел предшественника беспроводной телеграфии. Если бы он тогда осознал всю важность своего открытия, все, что ему потребовалось бы, — это увеличить мощность волн и предоставить очень чувствительный детектор, подобный когереру, чтобы предвосхитить основные события, произошедшие много лет спустя. С этими пояснительными замечаниями мы теперь обратимся к упомянутым выдержкам, которые гласят:

"22 ноября 1875 г. Новая сила. — Экспериментируя с вибраторным магнитом, состоящим из стержня стаццовой стали, закрепленного на одном конце и приводимого в колебание с помощью магнита, мы заметили искру, исходящую из сердечников магнита. Мы часто замечали это в реле, в тикерах, когда между якорем и сердечником попадало немного железных опилок, и еще чаще в нашей новой электрической ручке, и мы всегда приходили к выводу, что это вызвано сильной индукцией. Но когда мы заметили это на данном вибраторе, она показалась нам настолько сильной, что нас поразила мысль: здесь может быть нечто большее, чем индукция. Теперь мы обнаружили, что если коснуться любой металлической части вибратора или магнита, мы получаем искру. Чем больше масса железа, подносимая к вибратору, тем больше искра. Теперь мы подсоединили провод к X, концу вибрирующего стержня, и обнаружили, что можем получить от него искру, прикоснувшись к нему кусочком железа, и одним из самых любопытных явлений является то, что если вы завернете провод вокруг самого себя и позволите кончику провода коснуться любой другой его части, вы получите искру. Подключив X к газовой трубе, мы высекали искры из газовых труб в любой части комнаты, проводя железной проволокой по латунному штуцеру крана. Это просто удивительно и является хорошим доказательством того, что причиной искры является ИСТИННАЯ НЕИЗВЕСТНАЯ СИЛА".

"23 ноября 1875 г. Новая сила. — С ней был получен следующий весьма любопытный результат. Вибратор, показанный на рис. 1, и батарея были установлены на изолированных подставках; а провод, подключенный к X (пробовали как медный, так и железный), был протянут к печи, находившейся примерно в двадцати футах. Когда конец провода терли о печь, он давал великолепные искры. При постоянном подключении к печи искры можно было высекать из печи с помощью кусочка проволоки, удерживаемого в руке. Точка X вибратора теперь была соединена с газовой трубой, и тем не менее искры все равно можно было получать из печи".

. . . . . . . . .

"Надели катушку с проволокой на конец стержня X и пропустили концы катушки через гальванометр, не вызвав никаких изменений. Попробовали катушку на 6 ом и добавили катушку на 200 ом. Затем мы перепробовали все металлы, по очереди прикасаясь каждым из них к точке X". [Далее следует список металлов и характер искры, получаемой с каждым из них.]

. . . . . . . . .

"Увеличив батарею с восьми до двенадцати элементов, мы получаем искру, когда вибрирующий магнит зашунтирован 3 омами. На языке (в точке B) не ощущается ни малейшего удара, однако между угольными точками искра очень яркая. Как видно, X ни с чем не соединен. С помощью стеклянного стержня длиной четыре фута, хорошо натертого кусочком шелка над горячей печью, с кусочком батарейного углерода, закрепленным на одном конце, мы получали яркие искры в углерод, когда другой конец держали в руке с носовым платком, однако гальванометр, химическая бумага, ощущение удара на языке и золотисто-листовой электроскоп, который расходился бы на два фута от искры в полдюйма пластинчато-стеклянной машины, нисколько от этого не пострадали и никак не отреагировали.

Кусочек угля, поднесенный к проводу, показал слабые искры.

Мы сделали коробочку следующим образом: в ней две точки можно было сближать внутри темной камеры, снабженной окуляром. Точки были железными, и мы обнаружили, что искры получались очень нерегулярными. После некоторого тестирования нашли два карандаша, которые давали более регулярные и значительно более яркие искры. Затем мы заменили железные точки графитовыми" [26]

[Сноска 26: Темная камера была снабжена микрометрическими винтами для точной регулировки угольных точек и впоследствии широко использовалась в этой серии исследований для более детального изучения искры. Когда эксперименты мистера Эдисона повторял мистер Батчелор, представлявший его на Парижской выставке 1881 года, темная камера использовалась для аналогичной цели.]

. . . . . . . . .

Записав значительное количество других экспериментов, лабораторные записи продолжают:

"30 ноября 1875 г. Эфирная сила. — Мы обнаружили, что добавление батареи к проволочному вибратору Стаббса значительно увеличило объем искры. Несколько человек могли одновременно получать искры от газовых труб, причем каждая искра по объему и яркости была равна искре, извлекаемой одним человеком.... Эдисон теперь схватился за (газовую) трубку и, держа в другой руке кусочек металла, коснулся нескольких других металлических веществ, получив искры, что показало прохождение силы через его тело".

. . . . . . . . .

"3 декабря 1875 г. Эфирная сила. — Чарли Эдисон повис на газовой трубе, подняв ноги над полом, и с помощью ножа добыл искру из трубы, на которой висел. Затем мы взяли провод от вибратора в одну руку и встали на блок парафина размером восемьнадцать на восемьнадцать дюймов и толщиной шесть дюймов; держа в другой руке нож, мы высекли искры из дымохода печи. Затем мы испробовали решающее испытание — пропустить эфирный ток через седалищный нерв только что убитой лягушки. Перед началом испытания мы проверили его чувствительность током от одного элемента Бунзена. Мы включили сопротивление до 500 000 ом, и подергивание все еще было заметно. Мы испробовали индуцированный ток от нашей индукционной катушки с одним элементом в первичной цепи, искра проскакивала примерно на одну пятидесятую дюйма, клемма вторичной цепи была подключена к лягушке, и она с силой выпрямилась. Мы расположили лягушачьи лапки для пропускания эфирной силы. Мы положили лапки на перевернутый стакан и прижали два конца провода к стеклянным палочкам длиной восемь дюймов. При подключении одного к седалищному нерву, а другого к мясистой части лапки никакого движения не наблюдалось, хотя на графитовых точках можно было получить яркие искры, когда лягушка находилась в цепи. Доктор Бирд присутствовал при этом испытании".

. . . . . . . . .

"5 декабря 1875 г. Эфирная сила. — Три человека, взявшись за руки и стоя на блоках парафина размером двенадцать дюймов в квадрате и шесть в толщину, извлекали искры из соседней печи, когда другой человек касался звукового аппарата любым кусочком металла... Затем в цепь была помещена гальваноскопическая лягушка, дающая сокращения от одного элемента через два водяных реостата. Когда провода от вибратора и газовой трубы были соединены, были замечены легкие сокращения, иногда очень четкие и заметные, что указывало на кажущееся присутствие электричества, что из-за высокой изоляции казалось маловероятным. Доктор Бирд, присутствовавший при этом, сделал вывод по тому, как сокращалась лапка, что она двигалась как при замыкании, так и при размыкании цепи. Чтобы проверить это, мы отключили провод между лягушкой и батареей и вместо вибрирующего звукового аппарата установили простой ключ Морзе и звуковой аппарат, принимающий „эфирный“ от якоря. Искра теперь была проверена в темной камере и оказалась очень сильной. Затем ее подключили к нервам лягушки, НО ПРИ РАБОТЕ КЛЮЧА НЕ УДАЛОСЬ ОБНАРУЖИТЬ НИКАКОГО ДВИЖЕНИЯ, хотя яркость и мощность искры не уменьшились. Тогда Эдисону пришла в голову мысль, что движение лягушки было обусловлено механическими вибрациями от вибратора (который дает, вероятно, двести пятьдесят колебаний в секунду), проходящими через провода и раздражающими чувствительные нервы лягушки. При отключении проводов батареи и поднесении к основанию звукового аппарата камертона, дающего триста двадцать шесть колебаний в секунду, вибрации по проводу заставляли лягушку сокращаться почти каждый раз... Можно с немалой уверенностью утверждать, что сокращение лапок лягушки вызывается этими механическими вибрациями, передаваемыми по проводящим проводам".

Эдисон подумал, что продольные вибрации, вызываемые звуковым аппаратом, производят более заметный эффект, и приступил к проверке своей теории. Самая следующая запись в лабораторном дневнике имеет ту же дату, что и приведенная выше (5 декабря 1875 г.), озаглавлена «Продольные вибрации» и гласит:

"Мы взяли длинную железную проволоку диаметром в одну шестнадцатую дюйма и натирали ее вдоль куском кожи с канифолью примерно на три фута вперед и назад. На расстоянии около десяти футов мы приложили проволоку к задней части шеи, и это производит ужасное ощущение, показывая вибрации, передаваемые по проволоке".

. . . . . . . . .

Следующий эксперимент наглядно иллюстрирует движение электрических волн через свободное пространство:

"26 декабря 1875 г. Эфирная сила. — Эксперимент, проведенный сегодня вечером, дает любопытный результат. A — вибратор, B, C, D, E — листы станиоля, подвешенные на изолирующих подставках. Листы имеют размеры примерно двенадцать на восемь дюймов. B и C находятся на расстоянии двадцати шести дюймов друг от друга, C и D — сорока восьми дюймов, а D и E — двадцати шести дюймов. B подключен к вибратору, а E — к точке в темной камере, другая точка — к земле. Мы получали искры через определенные промежутки времени, несмотря на изоляцию таким пространством".

На этом наши выдержки должны завершиться, хотя мы привели лишь немногие из интересных экспериментов, проведенных в то время. Однако можно заметить, что эти записи показывают значительный прогресс всего за месяц с небольшим. Сразу после последней извлеченной выше записи мастерская Эдисона была завалена срочной работой над телеграфными изобретениями, а не многим месяцами позже последовал переезд в Менло-Парк; поэтому исследования эфирной силы были отодвинуты на второй план ради других вопросов, которые в то время считались более важными.

Доктор Бирд в своем ранее упомянутом трактате ссылается на странице 27 на мнения других лиц, которые повторяли эксперименты Эдисона и наблюдали эти явления, и в сноске говорит:

"Профессор Хьюстон из Филадельфии, среди прочих, повторил некоторые из этих физических экспериментов, принял в полном объеме и после лишь поверхностного изучения предмета гипотезу о быстро меняющемся направлении электричества, предложенную в моем письме в Tribune от 8 декабря, и кроме того заявляет о приоритете открытия, поскольку он наблюдал искру этого явления при экспериментировании с катушкой Румкорфа четыре года назад. На это заявление, если относиться к нему серьезно, очевидным ответом является то, что тысячи людей, вероятно, видели эту искру до того, как она была ОТКРЫТА мистером Эдисоном; ее видел профессор Нифер, который предполагал и до сих пор предполагает, что это искра экстратока; ее видел мой друг, проф. Дж. Э. Смит, который предположил, как он мне говорит, без исследования, что это индукционное электричество, пробивающее плохую изоляцию; ее видел, как уже говорилось, мистер Эдисон много раз, прежде чем счел ее достойной изучения, ее несомненно видел профессор Хьюстон, который, подобно стольким другим, даже не догадался о ее значении и тем самым упустил важное открытие. Честь научного открытия принадлежит не тому, кто первым видит вещь, а тому, кто видит ее глазами эксперта; не даже тому, кто высказывает оригинальное предположение, а тому, кто первым делает это предположение плодотворным в плане результатов. Если видеть глазами какое-либо явление означает открыть закон, частью которого является это явление, то каждый школьник, который до времен Ньютона когда-либо видел падающее яблоко, был открывателем закона гравитации..."

Эдисон взял только один патент на междугородную телеграфию без проводов. Хотя задействованный в нем принцип (индукция) не был точно аналогичен вышеупомянутому или современной системе беспроводной телеграфии, это был шаг вперед в развитии науки. Заявка была подана 23 мая 1885 года, в то время когда он работал над индукционной телеграфией (за два года до публикации работы Герца), но патент (№ 465,971) был выдан только 29 декабря 1891 года. В 1903 году он был выкуплен у него Беспроводной телеграфной компанией Маркони. Эдисон всегда испытывал огромное восхищение перед Маркони и его работой, и между этими двумя людьми существовала тесная дружба. В период становления компании Маркони предпринимались попытки повлиять на Эдисона, чтобы он продал этот патент конкурирующему концерну, но его уважение к Маркони и вера в фундаментальный характер его работы были настолько сильны, что он наотрез отказался, поскольку в руках недоброжелателей патент мог быть использован во вред интересам Маркони.

Идеи Эдисона, выраженные в спецификациях этого патента, очень четко показывают близкое сходство его системы с той, которая используется в настоящее время. Поскольку они были поданы в Патентное ведомство за несколько лет до того, как появилась возможность подозревать существование беспроводной телеграфии, несомненно, будет интересно привести следующую выдержку из них:

"Я обнаружил, что если получить достаточную высоту для преодоления кривизны земной поверхности и сведения к минимуму поглощения землей, электрическое телеграфирование или сигнализация между отдаленными точками могут осуществляться путем индукции без использования проводов, соединяющих такие отдаленные точки. Это открытие особенно применимо для телеграфирования через водные пространства, позволяя избежать использования подводных кабелей, или для связи между судами в море, либо между судами в море и пунктами на суше, но оно также применимо для электрической связи между отдаленными пунктами на суше, причем на суше необходимо (за исключением связи над открытой прерией) увеличивать высоту, чтобы свести к минимуму индукционно-поглощающий эффект домов, деревьев и возвышенностей на самой земле. На море с высоты в сто футов я могу осуществлять электрическую связь на большое расстояние, и поскольку эту высоту или достаточно большую высоту можно получить, используя мачты кораблей, сигналы могут отправляться и приниматься между кораблями, разделенными значительным расстоянием, и путем ретрансляции сигналов с корабля на корабль может быть установлена связь между точками на любом расстоянии друг от друга или через самые большие моря и даже океаны. Столкновения кораблей в туманах можно предотвратить с помощью такого рода сигнализации, с помощью которой также может быть обеспечена безопасность корабля при приближении к опасному побережью в туманную погоду. При связи между пунктами на суше могут использоваться столбы большой высоты или привязные аэростаты. В этих возвышенных точках, будь то на мачтах кораблей, на столбах или аэростатах, располагаются конденсирующие поверхности из металла или другого проводника электричества. Каждая конденсирующая поверхность соединена с землей электрическим проводящим проводом. На суше это заземление было бы обычного для телеграфии характера. На море провод шел бы к одной или нескольким металлическим пластинам на днище судна, где осуществлялось бы заземление с водой. Вторичная цепь индукционной катушки с высоким сопротивлением располагается в цепи между конденсирующей поверхностью и землей. Первичная цепь индукционной катушки включает в себя батарею и устройство для передачи сигналов, которое может представлять собой вращающийся прерыватель цепи, управляемый непрерывно мотором любого подходящего типа, электрического или механического, и ключ, обычно замыкающий накоротко прерыватель цепи или вторичную катушку. Для приема сигналов я размещаю в указанной цепи между конденсирующей поверхностью и землей мембранный звуковой аппарат, который предпочтительно является одним из моих телефонных приемников с электромотографом. Поскольку ключ в норме замыкает накоротко вращающийся прерыватель цепи, в индукционной катушке не создается никаких импульсов до тех пор, пока ключ не будет нажат, после чего в первичной обмотке создается большое количество импульсов, и с помощью вторичной обмотки на возвышенной конденсирующей поверхности создаются соответствующие импульсы или изменения натяжения, порождающие там электростатические импульсы. Эти электростатические импульсы индуктивно передаются на возвышенную конденсирующую поверхность в отдаленной точке и воспроизводятся в звуковой форме электромотографом, подключенным в цепь заземления с такой удаленной конденсирующей поверхностью".

Прилагаемые иллюстрации представляют собой уменьшенные факсимиле чертежей, приложенных к вышеупомянутому патенту № 465,971.

V. ЭЛЕКТРОМОТОГРАФ

При решении проблемы, которая в то время считалась непреодолимой, и в применимости его принципов к успешному преодолению кажущихся непреодолимыми трудностей, возникающих впоследствии в других сферах работы, это изобретение является одним из самых замечательных среди множества сделанных Эдисоном за его долгую карьеру изобретателя.

Первоначально преследовалась цель ретрансляции телеграфных сигналов с расстояния без помощи гальванометра или электромагнитного реле, чтобы обойти притязания патента Пейджа, упомянутого в предыдущем повествовании. Эта цель была достигнута в устройстве, описанном в базовом патенте Эдисона № 158,787, выданном 19 января 1875 года, путем замены наличия и отсутствия магнетизма в штатном реле на трение и антитрение.

В скобках можно отметить для пользы неподготовленного читателя, что в телеграфии устройство, известное как реле, представляет собой принимающий прибор, содержащий электромагнит, адаптированный реагировать на слабый линейный ток. Его якорь движется в соответствии с электрическими импульсами или сигналами, передаваемыми с расстояния, и, реагируя таким образом, механически работает, попеременно замыкая и размыкая отдельную местную цепь, в которой находятся звуковой аппарат и мощная батарея. Когда реле используется по прямому назначению, сигналы, полученные с расстояния, в свою очередь ретранслируются по следующему участку линии, причем мощная местная батарея обеспечивает током для этой цели. Поскольку это вызывает громкое повторение исходных сигналов, будет понятно, что ретрансляция является экономичным методом продления телеграфной цепи за естественные пределы мощности ее батареи.

В то время, когда было сделано изобретение Эдисона, как рассказывается в главе IX предыдущего повествования, не существовало никакого другого известного метода ретрансляции переданных сигналов, кроме только что описанного, что ограничивало применение телеграфии волею тех, кто мог владеть каким-либо патентом, контролирующим реле, за исключением простых цепей, где было достаточно одной батареи. Предыдущее открытие Эдисона, касающееся дифференциального трения поверхностей посредством электрохимического разложения, было теперь адаптировано им для создания движения на конце цепи без вмешательства электромагнита. Другими словами, он изобрел телеграфный прибор с вибратором, управляемым электрохимическим разложением, чтобы заменить вибрирующий якорь, приводимый в действие электромагнитом, и тем самым открыл совершенно новое и неожиданное направление в этом деле.

Электромотограф Эдисона состоял из искусно сконструированного аппарата, в котором две поверхности, находящиеся в норме в контакте друг с другом, заставлялись попеременно прилипать за счет трения или проскальзывать вследствие электрохимического разложения. Одна из этих поверхностей представляла собой небольшой барабан или цилиндр из мела, который поддерживался в увлажненном состоянии с помощью подходящего химического раствора и был приспособлен непрерывно вращаться с помощью часового механизма. Другая поверхность представляла собой небольшую подушечку, которая давила с фрикционным давлением на периферию барабана. Эта подушечка размещалась на конце вибрирующего рычага, боковое движение которого ограничивалось между двумя регулируемыми точками. В норме сила трения между барабаном и подушечкой увлекала последнюю вместе с первым при его вращении, но если трение устранялось, пружина на конце рычага вибратора оттягивала его назад к исходной точке.

На практике меловой барабан электрически соединялся с одним полюсом входящей телеграфной цепи, а вибрирующий рычаг и подушечка — с другим полюсом. Когда барабан вращался, трение подушечки продвигало вибрирующий рычаг вперед, но электрический импульс, поступающий по линии, разлагал химический раствор, которым был увлажнен барабан, вызывая эффект, аналогичный смазке, и позволяя тем самым подушечке свободно проскальзывать назад в ответ на тягу ее возвратной пружины. Фрикционные движения подушечки с барабаном были относительно длинными или короткими и соответствовали длине импульсов, поступающих по линии. Таким образом, передача азбуки Морзе точками и тире удаленным оператором приводила к движениям соответствующей длины фрикционной подушечки и вибрирующего рычага.

Это подводит нас к сути остроумного способа, с помощью которого Эдисон заменил действие электрохимического разложения действием электромагнита для управления реле. Сама ретрансляция осуществлялась посредством двух контактов, устанавливающих соединение с местной или релейной цепью. Один из этих контактов был фиксированным, в то время как другой поддерживался вибрирующим рычагом; и по мере того, как последний совершал свои движения вперед и назад, эти контакты попеременно сближались или разъединялись, тем самым включая и выключая из цепи батарею и звуковой аппарат в местной цепи и вызывая повторение входящих сигналов. Другая сторона местной цепи была постоянно подключена к изолированному блоку на вибраторе. Это устройство не только работало с большой скоростью, но и было чрезвычайно чувствительным, реагируя на токи, слишком слабые для того, чтобы повлиять на самое чувствительное электромагнитное реле. Следует сказать, что Эдисон не ограничивался работой электромотографа за счет проскальзывания поверхностей под действием входящего тока: изменяя характер контактирующих поверхностей, можно было усиливать фрикционный эффект электрическим током. В таком случае движения были бы противоположными указанным выше, но искомая цель, а именно ретрансляция сообщений, достигалась бы с той же достоверностью.

Хотя главной целью этого изобретения было осуществление ретрансляции сигналов без помощи электромагнитного реле, разработанный Эдисоном прибор мог использоваться и в качестве регистратора при применении небольшого колеса, смазываемого чернилами от фонтанирующего колеса и прикрепленного к вибрирующему рычагу с помощью подходящего механизма. С помощью этого приспособления тире и точки передаваемых импульсов могли регистрироваться на бумажной ленте, непрерывно проходящей над барабаном.

Электромотограф показан схематично на рис. 1 и 2 в плане и вертикальном разрезе соответственно. Буквенные обозначения в каждом случае указывают на идентичные детали: A — меловой барабан, B — бумажная лента, C — вспомогательный цилиндр, D — вибрирующий рычаг, E — фрикционная подушечка, F — пружина, G и H — два контакта, I и J — два провода, ведущие к местной цепи, K — батарея и L — обычный телеграфный ключ. Два последних названных элемента, K и L, показаны для полноты схемы, но на практике они будут находиться на передающем конце, который может располагаться за сотни миль. Разумеется, понятно, что электромотограф является приемным и ретранслирующим прибором.

Другим notable применением принципа электромотографа стало его приспособление для приемника в громкоговорящем телефоне Эдисона, на который 25 ноября 1879 года был выдан патент США № 221,957. Меловой цилиндр, увлажненный химическим раствором, вращался вручную или с помощью небольшого мотора. На цилиндре покоилось перо или пружина с палладиевым покрытием, которые прикреплялись к слюдяной мембране в резонаторе. Ток проходил от магистральной линии через перо к мелу и к батарее. Звуковые волны, падающие на удаленный передатчик, изменяли сопротивление угольной пуговицы в нем, вызывая тем самым соответствующие изменения в силе тока батареи. Эти изменения, проходя через меловой цилиндр, производили большее или меньшее электрохимическое разложение, что в свою очередь вызывало различия в сцеплении между пером и цилиндром и, следовательно, порождало механические вибрации мембраны, благодаря которым слова говорящего воспроизводились. Телефоны, работающие таким образом, повторяли речь и пение очень громким тоном. В одном случае произнесенные слова и пение песен, исходившие издалека, были прекрасно услышаны аудиторией более чем из пяти тысяч человек.

Громкоговорящий телефон показан в разрезе, схематично, на эскизе (рис. 3), на котором A — меловой цилиндр, смонтированный на валу B. Перо или пружина с палладиевым покрытием C соединено с мембраной D. Прибор в своем коммерческом виде показан на рис. 4.

VI. ТЕЛЕФОН

27 апреля 1877 года Эдисон подал в Патентное ведомство США заявку на патент на телефон, и 3 мая 1892 года, более чем пятнадцать лет спустя, на него был выдан патент № 474,230. Ему было выдано множество других патентов на усовершенствования в телефонах, но вышеуказанный можно считать наиболее важным из них, поскольку именно в нем впервые раскрывается принцип угольного передатчика.

Этот патент содержит всего два пункта формулы, которые звучат следующим образом:

"1. В передатчике говорящего телеграфа сочетание металлической мембраны и диска из плюмбаго или эквивалентного материала, причем соприкасающиеся поверхности указанных диска и мембраны находятся в контакте, по существу так, как описано.

2. В качестве средства для осуществления изменяющегося поверхностного контакта в цепи передатчика говорящего телеграфа сочетание двух электродов, один из которых выполнен из плюмбаго или аналогичного материала, и оба имеют широкие поверхности в вибрационном контакте друг с другом, по существу так, как описано".

Прогресс, принесенный угольным передатчиком Эдисона, станет более очевидным, если мы сначала взглянем на состояние телефонного дела до его изобретения.

Белл, несомненно, был первым изобретателем искусства передачи речи по электрической цепи, но с его конкретной формой телефона эта область была ограничена. Телефон Белла показан на схематическом чертеже в разрезе (рис. 1).

На чертеже M представляет собой стержневой магнит, заключенный в резиновый корпус L. Катушка, или обмотка провода B охватывает один конец магнита. Мембрана из мягкого железа показана под буквой D, а E — это мундштук. Выводы провода катушки B соединяются с клеммными винтами C C.

На следующей иллюстрации показана пара таких телефонов, соединенных для использования, причем только рабочие детали обозначены приведенными выше буквенными индексами.

Следует отметить, что выводы проводов здесь используются по назначению: два из них соединяются вместе для формирования линии связи, а два других подключаются соответственно к «земле».

Теперь, если мы представим себе человека у каждого из приборов (рис. 2), мы обнаружим, что когда один из них говорит, звуковые колебания падают на мембрану и заставляют ее действовать как вибрирующий якорь. В силу своих вибраций эта мембрана индуцирует очень слабые электрические импульсы в магнитной катушке. Эти импульсы, согласно теории Белла, соответствуют по форме звуковым волнам и, проходя по линии, возбуждают катушку магнита на приемном конце, порождая тем образом соответствующие вариации магнетизма, благодаря которым принимающая мембрана вибрирует аналогичным образом, воспроизводя звуки. Таким образом, на каждом конце достаточно одного аппарата, выполняющего двойную функцию передатчика и приемника. Заметим, что в этой схеме батарея не используется. Сила передаваемых импульсов поэтому ограничена силой неизбежно слабых индукционных токов, генерируемых исходными звуками за вычетом любых потерь, возникающих из-за сопротивления в линии.

Угольный передатчик Эдисона преодолел эту жизненно важную, или ограничивающую, слабость, обеспечив независимое питание в цепи передачи и внедрив принцип изменения сопротивления этой цепи при изменении давления. В телефоне Эдисона используется замкнутая цепь, по которой постоянно течет ток батареи, и в этой цепи находится пара электродов, один или оба из которых выполнены из углерода. Эти электроды всегда находятся в контакте с некоторым начальным давлением, так что ток течет по цепи постоянно. Один из электродов соединен с мембраной, на которую падают звуковые волны, и вибрации этой мембраны вызывают соответствующие колебания давления между электродами, тем самым осуществляя аналогичные изменения в токе, проходящем по линии к приемному концу. Этот ток, протекая вокруг принимающего магнита, вызывает в нем соответствующие импульсы, которые, воздействуя на его мембрану, обеспечивают воспроизведение исходных вибраций, а следовательно, и исходных звуков.

Другими словами, существенное различие заключается в том, что в телефоне Белла сами звуковые волны генерируют электрические импульсы, которые поэтому чрезвычайно слабы. В телефоне Эдисона звуковые волны просто приводят в действие электрический клапан, так сказать, и разрешают изменения в токе любой желаемой силы.

Второе различие между двумя телефонами заключается в следующем: в аппарате Белла очень слабые электрические импульсы, генерируемые вибрацией передающей мембраны, проходят по всей линии до принимающего конца, и, как следствие, возможная длина линии ограничивается несколькими милями даже в идеальных условиях. В телефоне Эдисона ток батареи не течет по магистральной линии, а проходит через первичную цепь индукционной катушки, со вторичной обмотки которой соответствующие импульсы огромно более высокого потенциала отправляются по магистральной линии на приемный конец. В результате линия может иметь длину в сотни миль. Сегодня не используется ни одна современная телефонная система, в которой не применялись бы эти характерные особенности: изменяющееся сопротивление и индукционная катушка. Система, созданная Эдисоном, показана на схеме (рис. 3), на которой соответственно обозначены угольный передатчик, индукционная катушка, линия и удаленный приемник.

На рис. 4 в разрезе представлена ранняя форма угольного передатчика Эдисона.

Угольный диск представлен черной частью E возле мембраны A, помещенной между двумя платиновыми пластинами D и G, которые соединены в цепь батареи, как показано линиями. Небольшой кусочек резиновой трубки B прикреплен к центру металлической мембраны и слегка прижимается к детали из слоновой кости F, которая помещена непосредственно над одной из платиновых пластин. Следовательно, всякий раз, когда мембрана приходит в движение, за этим немедленно следует соответствующее давление на углерод и изменение сопротивления в последнем, как описано выше.

Интересно отметить положение, которое Эдисон занимает в телефонном деле с юридической точки зрения. С этой целью внимание читателя привлекается к нескольким выдержкам из решения судьи Брауна по двум искам, предъявленным в Окружном суде США по Массачусетскому округу Американской телефонной компанией Белла против Национальной телефонной производственной компании и др. и Телефонной компании «Сенчури» и др., опубликованным в Federal Reporter, т. 109, стр. 976 и след. Эти иски были поданы на основании патента Берлинера, который, как утверждалось, в широком смысле охватывал электрическую передачу речи посредством изменений давления между противолежащими электродами, находящимися в постоянном контакте. Патент Берлинера был признан недействительным, и в ходе длинного и исчерпывающего мнения, в котором состояние техники и работы Белла, Эдисона, Берлинера и других обсуждались всесторонне, уважаемый судья сделал следующие замечания: «Угольный электрод был изобретением Эдисона... Эдисон опередил Берлинера в передаче речи... Угольный передатчик был экспериментальным изобретением высочайшего достоинства... Эдисону бесчисленными экспериментами удалось продвинуть это искусство вперед... То, что Эдисон действительно воспроизвел речь с помощью твердых электродов раньше Берлинера, доказано со всей очевидностью... Использование углерода в передатчике вне всяких споров является изобретением Эдисона. Эдисон первым создал аппарат, в котором углерод использовался в качестве одного из электродов... Угольный передатчик вытеснил магнитный передатчик Белла и в нескольких вариантах конструкций остается единственным коммерческим прибором... Прогресс в этом искусстве был обусловлен угольным электродом Эдисона... Общепризнано, что передатчик Эдисона как аппарат является очень важным изобретением... Огромный объем кропотливых и высокоизобретательных экспериментов предшествовал успешному результату Эдисона. Открытие пригодности углерода было несомненно изобретением, и оно привело к „первому практическому успеху в этом деле“».