Александр Степанович Попов и его вклад в науку
Нет сомнений в том, что изобретение радиосвязи — одно из самых выдающихся достижений, без которого немыслима современная жизнь. Потребность в изобретении беспроводных средств связи остро ощущалась уже в конце XIX века, когда началось широкое внедрение электроэнергии. Существенный вклад в развитие этого вида связи внес и Александр Степанович Попов.
Конечно же, изобретение радиосвязи было бы невозможным без фундаментальных исследований электромагнитных волн Максвеллом и Герцем. Электромагнитные волны, которые получил и исследовал Генрих Герц, стали называть лучами Герца. А слово «радио» произошло от латинского radius, что и означает «луч».
Несмотря на авторитет Герца, Попова не удовлетворял открытый метод детектирования электромагнитных колебаний. Поэтому он находился в постоянном поиске нового, практичного и чувствительного детектора. Ученый во время лекций и многочисленных докладов воспроизводил опыты Герца, постоянно видоизменяя их. Поэтому неудивительно, что прибор Попова создан на базе установки для демонстрации опытов Герца.
В начале 1895 года Попов заинтересовался опытами английского изобретателя Оливера Лоджа и попытался воспроизвести их, построив собственную модификацию приемника. Когерер, так был назван детектор, представлял собой стеклянную трубку с металлическими опилками, которые могли резко изменять проводимость под воздействием радиосигнала. Для детектирования новой волны когерер нужно было постоянно встряхивать, чтобы нарушать контакт между опилками. У Лоджа к стеклянной трубке приставлялся автоматический ударник, который бил по ней постоянно.
Но до Попова никому не удалось автоматически восстановить чувствительность когерера. Он с успехом автоматизировал работу когерера так, что приходящая электромагнитная волна сама восстанавливала его чувствительность.
Попов ввел в схему автоматическую обратную связь: от радиосигнала срабатывало реле, которое включало звонок, одновременно срабатывал ударник по стеклянной трубке с опилками, тем самым восстанавливая когерер. Как позднее писал сам О. Лодж,
«Попов первым заставил сам сигнал вызывать обратное действие, этим нововведением мы обязаны ему».
При проведении опытов Попов установил, что обнаружение сигнала прибором можно увеличить на расстояние до нескольких метров. Присоединив к когереру провод, он убедился в этом. Так был создан прототип первой приемной радиостанции и появилась первая приемная антенна, сыгравшая важную роль в развитии радиосвязи.
Главной целью Попова было использование прибора именно для беспроводной передачи сообщений на расстояние. И это ему удалось. Впервые свое изобретение он представил 7 мая (25 апреля) 1895 года на заседании Русского физико-химического общества в Петербургском университете и продемонстрировал передачу радиосигнала (к слову сказать, с 1945 года и по настоящее время это событие будет отмечаться как День радио). Приемная установка размещалась в кабинете университета, а станция, с которой был отправлен сигнал, — в здании химической лаборатории на расстоянии 250 метров. На ленте приемника Морзе появлялись буквы, которые были продублированы мелом на доске. В результате все присутствовавшие увидели два слова, из которых и состояла первая в мире радиотелеграмма, — Heinrich Herz (Генрих Герц).
Попов совсем не интересовался коммерческой стороной своего открытия. По этой причине он не подал заявку на получение патента изобретения.
Чуть позднее по аналогии итальянским физиком и инженером Гульельмо Маркони был создан похожий прибор, и в 1897 году изобретатель получил патент на применение электромагнитных волн для беспроволочной связи и закрепил за собой первенство открытия. Благодаря огромным материальным ресурсам Маркони добился широкого применения нового способа связи.
А вот Попову неоднократно приходилось сталкиваться с консерватизмом и скептицизмом высшего морского начальства, ведь работа в Морском ведомстве накладывала жесткие ограничения на публикации.
В чиновничьей среде не верили в способности отечественных ученых, поэтому необходимых средств для экспериментов не выделялось.
Такая ситуация в итоге негативно отразилась на оснащении морского флота России. В Европе уже существовала радиопромышленность, а на родине Попова отставание в этой области угрожающе нарастало. Когда в 1905-м в связи с начавшейся русско-японской войной потребовалось большое количество радиостанций, ничего не оставалось, как закупать их за рубежом.
Рядовые моряки и офицеры, напротив, живо интересовались разработками ученого и стремились использовать их на флоте. С их подачи Попов продолжил испытания на кораблях Балтийского флота, что очень скоро принесло плоды. Было установлено влияние на дальность связи не только мощности источника радиоволн и высоты передающей антенны, но и оснастки металлических частей кораблей. Весной 1897 года была осуществлена надежная радиосвязь на расстоянии пяти километров между крейсером и транспортным кораблем с символическими именами «Африка» и «Европа».
В том же году было сделано еще одно важное открытие, которое можно считать зарождением радиолокации. Было установлено, что если между двумя кораблями проходил другой корабль, то радиосвязь временно прекращалась.
Попов объяснил это явление отражением электромагнитных волн проходящим судном. Вскоре ученый сделал еще одно открытие, присоединив телефонную трубку к когереру. В итоге передаваемые сигналы стали четко слышны даже при увеличении дальности связи. Таким образом, вопрос о телеграфировании между судами эскадры можно было считать решенным.
Большой победой Попова и зародившейся радиосвязи стал случай, когда с помощью радиограмм, переданных на расстояние 44 километра, удалось спасти рыбаков с уносимой в море льдины.
Переданная радиограмма позволила ледоколу своевременно выйти в море. Эта история убедительно доказала возможности радиосвязи. Чиновники-адмиралы были вынуждены признать значение радиосвязи для флота. В апреле 1900 года был издан приказ «ввести беспроволочный телеграф на боевых судах флота». Одновременно с этим Попов получил ряд предложений поработать за границей. Однако решительно отверг их:
«Я горд тем, что родился русским. И если не современники, то, может быть, потомки поймут, сколь велика моя преданность родине и как счастлив я, что не за рубежом, а в России открыто новое средство связи».
После смерти Попова Русское техническое общество учредило специальную премию «За лучшие оригинальные исследования и изобретения по электричеству и его применениям, произведенные в России и изложенные на русском языке».
Краткая биография
Александр Степанович Попов родился 4 (16) марта 1859 года на Урале в поселке Турьинские Рудники Пермской губернии (ныне — Свердловская область) в многодетной семье местного священника. В десять лет Александр был отправлен в Далматовское духовное училище, в 1871-м перевелся в Екатеринбургское духовное училище, а через два года — в Пермскую духовную семинарию. После ее окончания успешно сдал вступительные экзамены на физико-математический факультет Петербургского университета. Во время учебы в университете подрабатывал электромонтером. В эти годы окончательно сформировались научные взгляды Попова — его особенно привлекали проблемы новейшей физики и электротехники. По окончании университета Попову предлагают остаться на кафедре физики для подготовки к профессорской деятельности. В 1882 году он защитил диссертацию «О принципах магнито- и динамоэлектрических машин постоянного тока». Имея тягу к экспериментальным исследованиям в области электричества, он стал преподавать в Минной школе для нижних чинов в Кронштадте, где было все необходимое для опытов. В 1901-м Попов стал профессором физики Электротехнического института императора Александра III, уже имея звания почетных инженера-электрика и члена Русского технического общества. В 1905 году ученый совет института избрал его ректором. Александр Степанович Попов скоропостижно скончался 31 декабря 1905 года (13 января 1906 года). Похоронен на Волковском кладбище в Санкт-Петербурге.
