Страница:
Вот мне и кажется, что заправилы Леденцовского общества и заправилы Народного университета могли бы сообща выработать и учредить общедоступные прикладные курсы. В Москве есть курсы электротехнические, строительные, шоферские, не говоря о других. Но даже предположивши, что эти прикладные курсы ведутся вполне удовлетворительно (что весьма спорно), чувствуется потребность в курсах по механике, химии, технологии, товароведению и т. д. Скажу несколько подробнее о курсе механики, так как этот предмет всегда был мне очень близок196.
Прежде всего, уж если говорить о самостоятельном прикладном курсе механики, то понятно, что он должен весь быть построен не только на демонстрациях, но и на личных занятиях учащихся. Ученики должны проделать собственными руками опыты по равномерному и равномерно-ускоренному движению, по сложению сил и скоростей, по инерции, центробежной силе, трению и т. д. Задача курса должна быть не та, чтобы непременно пройти с учениками тот или другой учебник механики, а та, чтобы они себе усвоили сами основы механики. Но механика усваивается не иначе как на личном опыте (в психологическом смысле); это такая наука, которая усваивается не головой, а руками. Она должна быть усвоена руками, ногами, глазами, а уже после того должна вступить в тело голова и упорядочить опыт дела, т. е. связать его в науку.
Н.Е. Жуковский начал в Обществе воздухоплавания читать коротенький курс по механике летания. Вот именно в этом роде надо переработать курс общей механики.
Вот пример подобной переработки.
За исходную точку берется велосипед, и где только можно, он же служит для демонстраций. А на нем можно проиллюстрировать почти всю элементарную механику: движение прямолинейное, вращение, скорости, ускорения, моменты, рычаги, центр тяжести, момент инерции… и т. д. вплоть до гироскопических явлений. Велосипедное колесо, помещенное на высокой стойке, является прекрасной атвудовой машиной, две такие стойки служат для демонстрации параллелограмма сил и т. д. Центробежная машина тоже делается легко. Словом, велосипед, если только заняться, заменяет чуть не целый механический кабинет. Какой-нибудь завод вроде „Дукс“, несомненно, пойдет навстречу в приспособлении велосипеда для этой цели. А в методологическом смысле получается то огромное преимущество, что преподаватель обращается к тому, что в наше время так подготовлено в нашей молодежи. Только надо именно на это направить всю выработку программы предмета: сразу брать то, что велосипедисту дала его практика, и от этого отводить механические понятия. Это и будет самый идеальный метод в том смысле, что он будет исходить из того, что в учениках подготовлено жизненным опытом, и из этого прочно усвоенного эмпирического материала строить механику как науку. При таком методе, наверное, успехи будут очень быстрые и прочные.
Хорошо. Но такой метод потребует коренной переработки всего плана механики. Некоторые отделы придется поставить на голову. Например, переходя в дальнейшем к машинам, мне кажется, надо прежде проходить их во всей сложности промышленного приложения, затем их теорию.
Кроме всего вышесказанного, Леденцовское общество хорошо бы сделало, если бы приняло участие в Комитете для защиты промышленной собственности, недавно организовавшемся.
Пользуюсь случаем выразить искреннее уважение,
П. Энгельмейер»197.
Эта записка была рассмотрена на заседании Совета Общества. В связи с предложением Энгельмейера Жуковский указал, что «одним из лучших способов к поднятию уровня познаний среди лиц, лишенных элементарных сведений по механике, было бы устройство чтений с демонстрациями на приборах по образцу той элементарной лаборатории, которая с таким талантом осуществлена в Комиссаровском техническом училище»198. В протоколе заседания Совета Общества от 29 октября 1913 г. отражены предложения профессора В.П. Горячкина, намеченные в его записке: 1) желательность устроить анкету среди изобретателей, имеющую целью выяснить ход изобретательского творчества; 2) устроить съезд изобретателей; 3) организовать выставку изобретений для ознакомления промышленных кругов с изобретениями, ищущими применения; 4) пересмотреть Устав о привилегиях. По первому пункту отмечено, что анкета будет иметь скорее психологическое значение. К ней предлагается привлечь также Энгельмейера199.
1—3 октября 1916 г. в Москве состоялся 1-й Всероссийский съезд по вопросам изобретений, который был созван по инициативе Московского областного военно-промышленного комитета и ставил своей задачей «обсуждение и выяснение условий, необходимых для широкого развития дела русских изобретений в связи с требованиями обороны в переживаемую войну и в интересах развития производительных сил страны и ее технического прогресса в мирное время». В организационный комитет съезда вошли: в качестве председателя – Н.Е. Жуковский (председатель отдела изобретений Московского военно-промышленного комитета), в качестве товарищей председателя – проф. И.А. Каблуков (товарищ председателя вышеозначенного отдела), С.А. Смирнов (заместитель председателя Московского военно-промышленного комитета), заместитель председателя Центрального военно-промышленного комитета А.И. Коновалов, Главноуполномоченный Всероссийского земского союза князь Г.Е. Львов, Главноуполномоченный Всероссийского городского союза М.В. Челноков, член бюро отдела изобретений Московского военно-промышленного комитета генерал В.А. Петров, председатель Леденцовского общества проф. С.А. Федоров. В члены комитета среди прочих входил и член отдела изобретений Московского военно-промышленного комитета инженер П.К. Энгельмейер200. В программу съезда201 был включен доклад Н.Ф. Чарновского, секретаря Общества им. Х.С. Леденцова «О деятельности Общества им. Х.С. Леденцова»202. В докладе обобщен опыт деятельности Общества в плане содействия успеху изобретений.
«1. В первоначальной стадии разработки идеи необходима эксперт-но-консультационная помощь специалистов для критики правильности идеи и изобретенной автором схемы, а также для обсуждения об успехах применимости.
2. Во второй стадии, при переходе от изобретенной схемы к законченным конструктивным формам, имеет чрезвычайную важность помощь чертежно-конструкторского характера при указаниях специалиста.
3. В третьей стадии, при техническом осуществлении готового проекта или способа, важна и часто необходима опытная проверка в лабораторной обстановке, с устройством опытной модели.
4. В четвертой стадии, при переходе к промышленному применению, нужны опыты в обстановке и масштабе заводского производства.
5. В деле содействия научному прогрессу и успехам применения опытных наук наибольшую важность имеет путь лабораторного исследования, а следовательно, и путь создания соответствующей обстановки.
6. Необходимейшей формой общего содействия, одинаково важной как для поддержки изобретений, так и для содействия планомерной разработке научных вопросов, является организация научно-технической библиотеки, соответствующим образом подобранной»203.
Но близилась революция, в России наступал новый период истории.
Приведем в качестве примера несколько казусов, связанных с изобретением радио.
Как известно, после открытия электромагнитных волн и законов их распространения Генрихом Герцем в его знаменитых опытах в Высшей технической школе Карлсруэ во многих странах ученые и инженеры стали воспроизводить и усовершенствовать оборудование этих экспериментов не только для лабораторных демонстраций, но и для возможных технических применений. «Оливер Лодж уже в начале 90-х гг. смог значительно усовершенствовать оборудование Герца. Однако это оборудование все еще не выходит за пределы лабораторного применения»205. Маркони конструктивно улучшил уже по большей части имеющееся оборудование, создал технологичную конструкцию, для производства и продвижения на рынок которой им была основана в 1897 г. компания Wireless Telegraphy and Signal, положившая начало трансферу этой новой техники («телеграфа без проводов») в хозяйственную сферу.
В 1895 г. A.C. Попов «использовал когерер, снабдив его встряхивате-лем и реле и соединив с подвешенным проводом (приемной антенной), для регистрации гроз. В то же самое время итальянец Гуглиельмо Маркони провел серию опытов с применением осциллятора Риги, подключив к нему подвешенный провод (передающую антенну). Для приема он использовал оборудование, в основном идентичное аппаратуре Попова»206. «В 1896 г. Попов опубликовал в журнале российского физико-химического общества статью под названием „Прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний“, в которой он поместил схему и детальное описание первого в мире радиоприемника. Успешное практическое применение этого прибора доказало его способность принимать атмосферные электромагнитные волны. 24 марта 1896 г. ученый наглядно продемонстрировал беспроводную передачу сигналов на расстоянии 250 м. В июне 1896 г. Маркони запатентовал в Англии изобретение, которое повторяет ранее опубликованную Поповым схему его прибора. Эта акция вынудила российского ученого опубликовать в отечественной и международной прессе ряд заявлений, в которых он защищает свои права на приоритет. Несмотря на то что это было признано на парижском международном конгрессе в 1900 г., в общественном сознании укоренилось мнение о Маркони как об изобретателе радио, прежде всего благодаря его патенту. Позже к игнорированию на Западе российского изобретателя примешались еще и политические компоненты»207.
Интересно сравнить описания опытов Попова и Маркони. В книге «Царство изобретений», впервые опубликованной в 1901 г., передача сигналов на расстояние, осуществленная Маркони, описывается следующим образом208.
Для проведения опытов в 1898 г. с телеграфией без проводов было выбрано предгорье на юго-восточном побережье Англии. (Первый опыт был проведен в 1896 г. на относительно небольшом расстоянии, примерно в 13 км, через Бристольский канал.) Это место было, однако, уже и раньше связано с историей электричества. Например, Хопкинсон и Адаме испытывали там на маяке свои первые машины переменного тока. Они также проводили эксперименты по измерению силы света в электрических лампах. «Именно перед этим маяком была воздвигнута мачта высотой в 350 м, составленная из трех частей, передатчик и приемник электрических волн, которые являются носителями беспроволочной телеграфии». Собственно станция состоит из большой катушки индуктивности, когерера и аппарата для приема телеграмм.
«Улучшенная конструкция позволила сделать так, чтобы приемный аппарат включался автоматически, как только передавались депеши, и чтобы тем самым станция всегда была готова к приему телеграфных сообщений. Принятая телеграмма вычерчивалась… в виде четких точек и тире с помощью специального карандаша на движущейся бумажной ленте; кроме того, можно включить электрический звонок, по сигналам которого телеграфист мог принимать депешу непосредственно на слух. Даже неопытные телеграфисты с помощью этого аппарата могли достичь скорости от четырнадцати до пятнадцати слов в минуту, а опытные – более двадцати». После того как была успешно осуществлена связь между английским и французским побережьями на расстоянии 50 км, следующим важным шагом стало дальнейшее улучшение аппарата.
Что же, собственно говоря, нового сделал Маркони, если все, что он применил в своем аппарате, было известно до него? «Вклад Маркони следует искать в ином направлении. В действительности ему удалось в отличие от его предшественников, с помощью в принципе уже известных мероприятий и на основе интуиции относительно технических характеристик, прийти к функционирующему целому; достаточным физическим образованием он, однако, не обладал». Собственный изобретательский вклад Маркони был минимальным209. «Если ставить вопрос относительно оборудования, то на него легко ответить: он привнес очень мало в то, что уже существовало… Он перевел уже сделанные другими научные открытия в полезное и потенциально прибыльное устройство. Говоря аналитически, он был заключительной ступенькой в простой линейной прогрессии – заключительной в том смысле, что вместе с Маркони и подобными ему экспериментаторами (Поповым в России; Дюк-рете во Франции; Слаби, Арко и Брауном в Германии; Стоуном, Фесседеном и де Форестом в США; до некоторой степени Лоджем в Англии) линия научного прогресса, ведущая свое начало от Фарадея и Максвелла до Герца, достигла теперь стадии коммерческой эксплуатации. Передача нового знания происходила до этой точки исключительно в одну сторону: от науки к технике и затем к коммерческому использованию. Теперь, однако, зародился противоположный поток информации, когда Маркони, имея цель – достижение все большего расстояния, которая в меньшей степени непосредственно касалась ученых, вышел за пределы той сферы знания, в которой наука того времени могла бы ему помочь, и начал исследовать проблемы, по которым наука не имела решения. Функция Маркони становилась более сложной. Кроме использования уже имеющегося знания для практических целей, он также стал генерировать, в своего рода процессе обратной связи проблемы, которые должна была решать наука и данные для рационализации самой науки… Как предприниматель в области техники и рационализатор, Маркони достиг той проблемной сферы, в которой наука не имела готовых ответов. Этот процесс обратной связи, генерация новой информации из „сферы опыта“, оказался бы более медленным для тех ученых, которые уже над этим упорно работали и, вероятно, было бы меньше неожиданных результатов, если бы Маркони удовлетворился бы работой с волнами очень короткой длины. Следует отметить, что Лодж в своих экспериментах и демонстрациях между 1894 и 1896 гг. не находил ничего, что его удивляло бы, никаких явлений, которые он как ученый считал бы аномальными или странными. Маркони, напротив, уже с 1895 г. начал уходить от этого упорядоченного и хорошо организованного пастбища в область неизведанного. Рассмотрим, например, что ему потребовалось, чтобы полностью понять результаты, которые он получил, оперируя со своей новой антенной и когерером. Ему требовалось создать теорию проектирования антенны; не считая фундаментальной теории линейного диполя, здесь ничего не было сделано. Ему была нужна теория распространения радиоволн и в особенности теория, которая позволила бы ему распознавать и использовать различия между характеристиками распространения разных диапазонов частот. Но такой теории не существовало… Ему нужна была также такая теория линий передачи, которая позволила бы ему согласовать его передатчик и приемник с антенной. В этой области были выработаны некоторые эмпирические соотношения, но систематически организованного знания не существовало. В каждой из этих областей работа Маркони заключалась в генерации новых данных и проблем»210.
Точно так же экспериментировал в России с передачей сигналов без проводов Александр Попов.
«Летом 1897 г. Попов увеличил возможное расстояние передачи. На средства морского министерства Попов построил новые приборы и достиг пятикилометровой дальности передачи сигнала. Этот первый российский опыт с радио, имевший в первую очередь военное значение, сохранялся в тайне, но открытое при этом свойство отражения радиоволн от предметов (а именно от кораблей) послужило основой для будущего радара. В 1898 и 1899 гг. Попов руководил экспериментами на Балтийском и Черном морях и разработал способ преобразования принятых радиоволн в звуковые сигналы (ранее модно было их регистрировать лишь на бумаге). В 1900 г. дальность передачи сообщений достигла уже 112 км»211. Тогдашние чиновники, в среде которых Попов находил недостаточно понимания, весьма незначительно поддерживали его работу. Он умер в 1906 г. после очередной бессмысленной беседы с соответствующим министром. Только позже важность его открытия для страны была правильно оценена. В 1910 г. для разработки морских радиостанций Морским министерством России было основано Радиотелеграфное депо (позже ставшее радиотелеграфным заводом)212.
Маркони использует для своих работ многие результаты других исследователей, изобретателей и демонстрирует коммерческую смекалку. Но очень скоро оказалось, «что для достижения большей дальности передачи сигналов требуется непропорциональное увеличение высоты антенны, поэтому, например, Слаби (в 1897 г.) для преодоления расстояния в 21 км использовал антенный провод длинной 300 м, который прикреплялся к воздушному шару. На этом пути новое блестящее изобретение Маркони, как стало очевидно, не могло быть далее развито без появления новых идей и получения нового знания о происходящих в нем физических процессах. И то и другое смог достичь Ф. Браун…»213. Он разработал так называемый сдвоенный передатчик (первичный контур – конденсаторный контур с искровым промежутком, вторичный контур – антенна), в то время как Маркони использовал антенну с включенным в нее искровым промежутком. Какие физические процессы происходили в антенне Маркони, в то время никто ясно себе не представлял. В противоположность Маркони Браун сознательно работал с большими длинами волн. Браун запатентовал это изобретение 14 октября 1898 г. Его ассистент и ближайший сотрудник Ценнек214 провел серию опытов на Северном море для проверки возможностей обоих передатчиков и доказал этими опытами явное преимущество передатчика, созданного Брауном. Маркони моментально перенял новое изобретение, что позволило ему реализовать беспроводную телеграфную связь между Европой и Америкой в 1901 г. Интересно, что сам Маркони после первых успешных опытов по передаче сообщений на сравнительно небольшое расстояние не верил в возможность реализации беспроводной телеграфии на большие расстояния (как, например, между Европой и США). Он называл тогда распространяемые в прессе рассуждения по этому поводу необоснованными фантазиями. «Он сам (имеется в виду Маркони. – В.Г.) ни в коем случае не соглашается с фантастическими сообщениями прессы, которые видят в его изобретении знаки телеграфии будущего и считают реализацию беспроводной телеграфной связи между Америкой и Европой лишь вопросом времени. Эти сообщения прессы вызвали легко объяснимое беспокойство кабельных компаний. По его же мнению, беспроволочная телеграфия не сможет вытеснить провод и кабель, если речь идет о тысячах километров»215. Другой немецкий ученый, Адольф Слаби, который принимал участие в опытах Маркони в мае 1897 г., сам провел после этого эксперименты по беспроволочной телеграфии. «Что же было здесь уже сделано к 1 ноября 1897 г.? Подытожим предварительные результаты: можно было на расстоянии 21 км привести в действие телеграфный аппарат Морзе и передавать в общем правильные неискаженные телеграммы без использования связного кабеля. Причем средства, которые использовал Слаби, в соответствии со схемой Маркони… были самыми простыми». Слаби улучшил аппаратуру, он использовал в качестве передатчика искровой индуктор (катушку Румкорфа), искровой промежуток которого был расположен в индуктивно с ним связанном антенном контуре. Когерер же и соответствие антенного провода различным частотам были также последовательно улучшены.
Спор за приоритет между Поповым и Маркони демонстрирует нам различия в «философии техники» сообществ ученых и инженеров. В то же время становится ясным, что для внедрения новой техники в жизнь важны не только открытие, изобретение и их патентование, но и приспособление к промышленному производству этой новой техники, а также распространение вновь созданного продукта (нововведения) на рынке. Такую способность соединить воедино все эти области лучше всего продемонстрировал Браун, «блестящий физик-теоретик и практик», развивавший беспроволочную телеграфию «одновременно со своими контактами в области промышленности». Он не только вовремя и грамотно патентовал и защищал свои изобретения, но также создал фирму для продвижения своих изобретений и патентов на рынок. Он доказал, например, что его патенты на замкнутый колебательный контур и рамочную антенну, без которых вряд ли возможно было бы перейти к передаче сигналов на большое расстояние, появились существенно раньше патентов Маркони. В Германии продолжалась борьба за приоритет между Брауном и Слаби, которую, однако, они смогли прекратить. Слаби и его бывший ассистент Граф Арко работали на фирму АЭГ, а Браун – на фирму «Сименс». Браун разработал и усовершенствовал также целый ряд измерительных инструментов. Коммерческое распространение всех этих приборов Брауна на рынке взяла на себя фирма «Хартманн и Браун», руководителем которой был брат Брауна. В связи с ростом значения радиотелеграфии, чтобы создать противовес деятельности фирмы Маркони, в 1903 г. с помощью АЭГ, а также «Сименс и Гальске», которые до того находились в конкуренции друг другу, было основано Общество беспроволочной телеграфии («Телефункен»)216. «Для телеграфии в водной среде он работал совместно с инвестором Стольверком. Это сотрудничество привело его в июле 1900 г. к созданию нового „Общества Браун-Сименс – Гальске“, которое позже слилось с другими предприятиями и до сих пор производит свою продукцию под именем „Телефункен“… С технической точки зрения новая фирма „Телефункен“ не была, впрочем, еще долгое время выше британского „Общества Маркони“. Ей, правда, удалось благодаря демпинговым ценам получить у российского правительства заказ на оснащение российского военно-морского флота системами Арко-Слаби. Но во время морской битвы при Цусиме (против японского морского флота) она отказала в работе, а несколько станций Маркони надежно работали»217.
«Перед передатчиком для беспроволочной телеграфии возникли два типа задач: во-первых, в нем нужно было создавать по возможности сильный высокочастотный переменный электрический ток, чтобы то же самое произошло и с излучением, т. е. электромагнитными волнами. Передатчик Маркони, в противоположность конденсаторному контуру представляющий собой не „закрытый“, а „открытый“ колебательный контур, превосходно излучает (радиоволны. – В.Г.). Конденсаторный контур, сам практически ничего не излучающий, напротив, с точки зрения создания сильных токов высокой частоты, намного превосходит открытый колебательный контур. На основе объединения обеих схем и возник знаменитый передатчик Брауна… Аналогичная двойственная задача возникает и перед приемником. Прежде всего, пришедшие от передатчика электрические волны должны быть приняты, причем преобразован в высокочастотные токи, которые затем, со своей стороны, вызывают воспроизведение знаков в телефоне или записывающем устройстве. И здесь тоже для приема волн нужен подвешенный провод, как это превосходно и аналогичным образом сделали Попов и Маркони. Однако он в меньшей степени подходит для целевого использования полученной энергии, для чего, как распознал Браун, лучше всего подходит конденсаторный контур. Именно таким образом с помощью соединения этого провода с одним или многими конденсаторными контурами и возник связанный приемник Брауна»218.
Браун был первым, кто действительно понял, какие электрические процессы происходят в радиопередатчике и радиоприемнике. Исходя из теоретических рассуждений, Браун пришел к выводу, что нужно индуктивно соединить искровой промежуток в передающем устройстве, а также когерер с антенной. Это сделало его передатчик гораздо более действенным и тем самым позволило осуществить радиосвязь через Атлантику. Изобретенный Брауном кристаллический детектор скоро заменил предложенный Бранли когерер. «Вся техника передачи с того времени, как Браун ввел в практику замкнутый контур, претерпела множество изменений. Передатчик с взрывным искровым разрядом был заменен передатчиком Вина после основополагающего открытия искры замыкания… Использование электронных ламп привело к полному видоизменению и появлению совершенно новых возможностей, которые в первые годы становления этой области вообще трудно было себе даже представить»219.
Прежде всего, уж если говорить о самостоятельном прикладном курсе механики, то понятно, что он должен весь быть построен не только на демонстрациях, но и на личных занятиях учащихся. Ученики должны проделать собственными руками опыты по равномерному и равномерно-ускоренному движению, по сложению сил и скоростей, по инерции, центробежной силе, трению и т. д. Задача курса должна быть не та, чтобы непременно пройти с учениками тот или другой учебник механики, а та, чтобы они себе усвоили сами основы механики. Но механика усваивается не иначе как на личном опыте (в психологическом смысле); это такая наука, которая усваивается не головой, а руками. Она должна быть усвоена руками, ногами, глазами, а уже после того должна вступить в тело голова и упорядочить опыт дела, т. е. связать его в науку.
Н.Е. Жуковский начал в Обществе воздухоплавания читать коротенький курс по механике летания. Вот именно в этом роде надо переработать курс общей механики.
Вот пример подобной переработки.
За исходную точку берется велосипед, и где только можно, он же служит для демонстраций. А на нем можно проиллюстрировать почти всю элементарную механику: движение прямолинейное, вращение, скорости, ускорения, моменты, рычаги, центр тяжести, момент инерции… и т. д. вплоть до гироскопических явлений. Велосипедное колесо, помещенное на высокой стойке, является прекрасной атвудовой машиной, две такие стойки служат для демонстрации параллелограмма сил и т. д. Центробежная машина тоже делается легко. Словом, велосипед, если только заняться, заменяет чуть не целый механический кабинет. Какой-нибудь завод вроде „Дукс“, несомненно, пойдет навстречу в приспособлении велосипеда для этой цели. А в методологическом смысле получается то огромное преимущество, что преподаватель обращается к тому, что в наше время так подготовлено в нашей молодежи. Только надо именно на это направить всю выработку программы предмета: сразу брать то, что велосипедисту дала его практика, и от этого отводить механические понятия. Это и будет самый идеальный метод в том смысле, что он будет исходить из того, что в учениках подготовлено жизненным опытом, и из этого прочно усвоенного эмпирического материала строить механику как науку. При таком методе, наверное, успехи будут очень быстрые и прочные.
Хорошо. Но такой метод потребует коренной переработки всего плана механики. Некоторые отделы придется поставить на голову. Например, переходя в дальнейшем к машинам, мне кажется, надо прежде проходить их во всей сложности промышленного приложения, затем их теорию.
Кроме всего вышесказанного, Леденцовское общество хорошо бы сделало, если бы приняло участие в Комитете для защиты промышленной собственности, недавно организовавшемся.
Пользуюсь случаем выразить искреннее уважение,
П. Энгельмейер»197.
Эта записка была рассмотрена на заседании Совета Общества. В связи с предложением Энгельмейера Жуковский указал, что «одним из лучших способов к поднятию уровня познаний среди лиц, лишенных элементарных сведений по механике, было бы устройство чтений с демонстрациями на приборах по образцу той элементарной лаборатории, которая с таким талантом осуществлена в Комиссаровском техническом училище»198. В протоколе заседания Совета Общества от 29 октября 1913 г. отражены предложения профессора В.П. Горячкина, намеченные в его записке: 1) желательность устроить анкету среди изобретателей, имеющую целью выяснить ход изобретательского творчества; 2) устроить съезд изобретателей; 3) организовать выставку изобретений для ознакомления промышленных кругов с изобретениями, ищущими применения; 4) пересмотреть Устав о привилегиях. По первому пункту отмечено, что анкета будет иметь скорее психологическое значение. К ней предлагается привлечь также Энгельмейера199.
1—3 октября 1916 г. в Москве состоялся 1-й Всероссийский съезд по вопросам изобретений, который был созван по инициативе Московского областного военно-промышленного комитета и ставил своей задачей «обсуждение и выяснение условий, необходимых для широкого развития дела русских изобретений в связи с требованиями обороны в переживаемую войну и в интересах развития производительных сил страны и ее технического прогресса в мирное время». В организационный комитет съезда вошли: в качестве председателя – Н.Е. Жуковский (председатель отдела изобретений Московского военно-промышленного комитета), в качестве товарищей председателя – проф. И.А. Каблуков (товарищ председателя вышеозначенного отдела), С.А. Смирнов (заместитель председателя Московского военно-промышленного комитета), заместитель председателя Центрального военно-промышленного комитета А.И. Коновалов, Главноуполномоченный Всероссийского земского союза князь Г.Е. Львов, Главноуполномоченный Всероссийского городского союза М.В. Челноков, член бюро отдела изобретений Московского военно-промышленного комитета генерал В.А. Петров, председатель Леденцовского общества проф. С.А. Федоров. В члены комитета среди прочих входил и член отдела изобретений Московского военно-промышленного комитета инженер П.К. Энгельмейер200. В программу съезда201 был включен доклад Н.Ф. Чарновского, секретаря Общества им. Х.С. Леденцова «О деятельности Общества им. Х.С. Леденцова»202. В докладе обобщен опыт деятельности Общества в плане содействия успеху изобретений.
«1. В первоначальной стадии разработки идеи необходима эксперт-но-консультационная помощь специалистов для критики правильности идеи и изобретенной автором схемы, а также для обсуждения об успехах применимости.
2. Во второй стадии, при переходе от изобретенной схемы к законченным конструктивным формам, имеет чрезвычайную важность помощь чертежно-конструкторского характера при указаниях специалиста.
3. В третьей стадии, при техническом осуществлении готового проекта или способа, важна и часто необходима опытная проверка в лабораторной обстановке, с устройством опытной модели.
4. В четвертой стадии, при переходе к промышленному применению, нужны опыты в обстановке и масштабе заводского производства.
5. В деле содействия научному прогрессу и успехам применения опытных наук наибольшую важность имеет путь лабораторного исследования, а следовательно, и путь создания соответствующей обстановки.
6. Необходимейшей формой общего содействия, одинаково важной как для поддержки изобретений, так и для содействия планомерной разработке научных вопросов, является организация научно-технической библиотеки, соответствующим образом подобранной»203.
Но близилась революция, в России наступал новый период истории.
Юридический аспект патентоведения
В конце XIX – начале XX столетия патентное право было еще недостаточно отработано, что приводило к ряду казусов. Патенты, полученные в Германии или России, не предохраняли изобретателя от того, что в США или Англии могли появиться аналогичные изобретения, частично или полностью использующие их разработки. Поэтому изобретателям часто приходилось патентовать одно и то же изобретение в разных странах. Это было, однако, связано с организационными и финансовыми сложностями, в особенности для граждан иностранных государств, которые вынуждены были еще и предоставить перевод своего патента. Тем не менее возникали судебные процессы по поводу приоритета тех или иных изобретений. В связи с этим появлялась потребность в специалистах – юристах и патентоведах, которые должны были проверять содержание принятых к патентованию изобретений и решать юридические вопросы, связанные с присуждением и определением приоритетности патентуемых изобретений204. Кроме того, изобретения, которые могли быть использованы или использовались в военных целях, часто не патентовались из-за соображений секретности. Бывали случаи, когда патент изобретателя из одной страны использовался инженерами другого, ставшего враждебным государства для укрепления своей обороноспособности в военных действиях против первой страны.Приведем в качестве примера несколько казусов, связанных с изобретением радио.
Как известно, после открытия электромагнитных волн и законов их распространения Генрихом Герцем в его знаменитых опытах в Высшей технической школе Карлсруэ во многих странах ученые и инженеры стали воспроизводить и усовершенствовать оборудование этих экспериментов не только для лабораторных демонстраций, но и для возможных технических применений. «Оливер Лодж уже в начале 90-х гг. смог значительно усовершенствовать оборудование Герца. Однако это оборудование все еще не выходит за пределы лабораторного применения»205. Маркони конструктивно улучшил уже по большей части имеющееся оборудование, создал технологичную конструкцию, для производства и продвижения на рынок которой им была основана в 1897 г. компания Wireless Telegraphy and Signal, положившая начало трансферу этой новой техники («телеграфа без проводов») в хозяйственную сферу.
В 1895 г. A.C. Попов «использовал когерер, снабдив его встряхивате-лем и реле и соединив с подвешенным проводом (приемной антенной), для регистрации гроз. В то же самое время итальянец Гуглиельмо Маркони провел серию опытов с применением осциллятора Риги, подключив к нему подвешенный провод (передающую антенну). Для приема он использовал оборудование, в основном идентичное аппаратуре Попова»206. «В 1896 г. Попов опубликовал в журнале российского физико-химического общества статью под названием „Прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний“, в которой он поместил схему и детальное описание первого в мире радиоприемника. Успешное практическое применение этого прибора доказало его способность принимать атмосферные электромагнитные волны. 24 марта 1896 г. ученый наглядно продемонстрировал беспроводную передачу сигналов на расстоянии 250 м. В июне 1896 г. Маркони запатентовал в Англии изобретение, которое повторяет ранее опубликованную Поповым схему его прибора. Эта акция вынудила российского ученого опубликовать в отечественной и международной прессе ряд заявлений, в которых он защищает свои права на приоритет. Несмотря на то что это было признано на парижском международном конгрессе в 1900 г., в общественном сознании укоренилось мнение о Маркони как об изобретателе радио, прежде всего благодаря его патенту. Позже к игнорированию на Западе российского изобретателя примешались еще и политические компоненты»207.
Интересно сравнить описания опытов Попова и Маркони. В книге «Царство изобретений», впервые опубликованной в 1901 г., передача сигналов на расстояние, осуществленная Маркони, описывается следующим образом208.
Для проведения опытов в 1898 г. с телеграфией без проводов было выбрано предгорье на юго-восточном побережье Англии. (Первый опыт был проведен в 1896 г. на относительно небольшом расстоянии, примерно в 13 км, через Бристольский канал.) Это место было, однако, уже и раньше связано с историей электричества. Например, Хопкинсон и Адаме испытывали там на маяке свои первые машины переменного тока. Они также проводили эксперименты по измерению силы света в электрических лампах. «Именно перед этим маяком была воздвигнута мачта высотой в 350 м, составленная из трех частей, передатчик и приемник электрических волн, которые являются носителями беспроволочной телеграфии». Собственно станция состоит из большой катушки индуктивности, когерера и аппарата для приема телеграмм.
«Улучшенная конструкция позволила сделать так, чтобы приемный аппарат включался автоматически, как только передавались депеши, и чтобы тем самым станция всегда была готова к приему телеграфных сообщений. Принятая телеграмма вычерчивалась… в виде четких точек и тире с помощью специального карандаша на движущейся бумажной ленте; кроме того, можно включить электрический звонок, по сигналам которого телеграфист мог принимать депешу непосредственно на слух. Даже неопытные телеграфисты с помощью этого аппарата могли достичь скорости от четырнадцати до пятнадцати слов в минуту, а опытные – более двадцати». После того как была успешно осуществлена связь между английским и французским побережьями на расстоянии 50 км, следующим важным шагом стало дальнейшее улучшение аппарата.
Что же, собственно говоря, нового сделал Маркони, если все, что он применил в своем аппарате, было известно до него? «Вклад Маркони следует искать в ином направлении. В действительности ему удалось в отличие от его предшественников, с помощью в принципе уже известных мероприятий и на основе интуиции относительно технических характеристик, прийти к функционирующему целому; достаточным физическим образованием он, однако, не обладал». Собственный изобретательский вклад Маркони был минимальным209. «Если ставить вопрос относительно оборудования, то на него легко ответить: он привнес очень мало в то, что уже существовало… Он перевел уже сделанные другими научные открытия в полезное и потенциально прибыльное устройство. Говоря аналитически, он был заключительной ступенькой в простой линейной прогрессии – заключительной в том смысле, что вместе с Маркони и подобными ему экспериментаторами (Поповым в России; Дюк-рете во Франции; Слаби, Арко и Брауном в Германии; Стоуном, Фесседеном и де Форестом в США; до некоторой степени Лоджем в Англии) линия научного прогресса, ведущая свое начало от Фарадея и Максвелла до Герца, достигла теперь стадии коммерческой эксплуатации. Передача нового знания происходила до этой точки исключительно в одну сторону: от науки к технике и затем к коммерческому использованию. Теперь, однако, зародился противоположный поток информации, когда Маркони, имея цель – достижение все большего расстояния, которая в меньшей степени непосредственно касалась ученых, вышел за пределы той сферы знания, в которой наука того времени могла бы ему помочь, и начал исследовать проблемы, по которым наука не имела решения. Функция Маркони становилась более сложной. Кроме использования уже имеющегося знания для практических целей, он также стал генерировать, в своего рода процессе обратной связи проблемы, которые должна была решать наука и данные для рационализации самой науки… Как предприниматель в области техники и рационализатор, Маркони достиг той проблемной сферы, в которой наука не имела готовых ответов. Этот процесс обратной связи, генерация новой информации из „сферы опыта“, оказался бы более медленным для тех ученых, которые уже над этим упорно работали и, вероятно, было бы меньше неожиданных результатов, если бы Маркони удовлетворился бы работой с волнами очень короткой длины. Следует отметить, что Лодж в своих экспериментах и демонстрациях между 1894 и 1896 гг. не находил ничего, что его удивляло бы, никаких явлений, которые он как ученый считал бы аномальными или странными. Маркони, напротив, уже с 1895 г. начал уходить от этого упорядоченного и хорошо организованного пастбища в область неизведанного. Рассмотрим, например, что ему потребовалось, чтобы полностью понять результаты, которые он получил, оперируя со своей новой антенной и когерером. Ему требовалось создать теорию проектирования антенны; не считая фундаментальной теории линейного диполя, здесь ничего не было сделано. Ему была нужна теория распространения радиоволн и в особенности теория, которая позволила бы ему распознавать и использовать различия между характеристиками распространения разных диапазонов частот. Но такой теории не существовало… Ему нужна была также такая теория линий передачи, которая позволила бы ему согласовать его передатчик и приемник с антенной. В этой области были выработаны некоторые эмпирические соотношения, но систематически организованного знания не существовало. В каждой из этих областей работа Маркони заключалась в генерации новых данных и проблем»210.
Точно так же экспериментировал в России с передачей сигналов без проводов Александр Попов.
«Летом 1897 г. Попов увеличил возможное расстояние передачи. На средства морского министерства Попов построил новые приборы и достиг пятикилометровой дальности передачи сигнала. Этот первый российский опыт с радио, имевший в первую очередь военное значение, сохранялся в тайне, но открытое при этом свойство отражения радиоволн от предметов (а именно от кораблей) послужило основой для будущего радара. В 1898 и 1899 гг. Попов руководил экспериментами на Балтийском и Черном морях и разработал способ преобразования принятых радиоволн в звуковые сигналы (ранее модно было их регистрировать лишь на бумаге). В 1900 г. дальность передачи сообщений достигла уже 112 км»211. Тогдашние чиновники, в среде которых Попов находил недостаточно понимания, весьма незначительно поддерживали его работу. Он умер в 1906 г. после очередной бессмысленной беседы с соответствующим министром. Только позже важность его открытия для страны была правильно оценена. В 1910 г. для разработки морских радиостанций Морским министерством России было основано Радиотелеграфное депо (позже ставшее радиотелеграфным заводом)212.
Маркони использует для своих работ многие результаты других исследователей, изобретателей и демонстрирует коммерческую смекалку. Но очень скоро оказалось, «что для достижения большей дальности передачи сигналов требуется непропорциональное увеличение высоты антенны, поэтому, например, Слаби (в 1897 г.) для преодоления расстояния в 21 км использовал антенный провод длинной 300 м, который прикреплялся к воздушному шару. На этом пути новое блестящее изобретение Маркони, как стало очевидно, не могло быть далее развито без появления новых идей и получения нового знания о происходящих в нем физических процессах. И то и другое смог достичь Ф. Браун…»213. Он разработал так называемый сдвоенный передатчик (первичный контур – конденсаторный контур с искровым промежутком, вторичный контур – антенна), в то время как Маркони использовал антенну с включенным в нее искровым промежутком. Какие физические процессы происходили в антенне Маркони, в то время никто ясно себе не представлял. В противоположность Маркони Браун сознательно работал с большими длинами волн. Браун запатентовал это изобретение 14 октября 1898 г. Его ассистент и ближайший сотрудник Ценнек214 провел серию опытов на Северном море для проверки возможностей обоих передатчиков и доказал этими опытами явное преимущество передатчика, созданного Брауном. Маркони моментально перенял новое изобретение, что позволило ему реализовать беспроводную телеграфную связь между Европой и Америкой в 1901 г. Интересно, что сам Маркони после первых успешных опытов по передаче сообщений на сравнительно небольшое расстояние не верил в возможность реализации беспроводной телеграфии на большие расстояния (как, например, между Европой и США). Он называл тогда распространяемые в прессе рассуждения по этому поводу необоснованными фантазиями. «Он сам (имеется в виду Маркони. – В.Г.) ни в коем случае не соглашается с фантастическими сообщениями прессы, которые видят в его изобретении знаки телеграфии будущего и считают реализацию беспроводной телеграфной связи между Америкой и Европой лишь вопросом времени. Эти сообщения прессы вызвали легко объяснимое беспокойство кабельных компаний. По его же мнению, беспроволочная телеграфия не сможет вытеснить провод и кабель, если речь идет о тысячах километров»215. Другой немецкий ученый, Адольф Слаби, который принимал участие в опытах Маркони в мае 1897 г., сам провел после этого эксперименты по беспроволочной телеграфии. «Что же было здесь уже сделано к 1 ноября 1897 г.? Подытожим предварительные результаты: можно было на расстоянии 21 км привести в действие телеграфный аппарат Морзе и передавать в общем правильные неискаженные телеграммы без использования связного кабеля. Причем средства, которые использовал Слаби, в соответствии со схемой Маркони… были самыми простыми». Слаби улучшил аппаратуру, он использовал в качестве передатчика искровой индуктор (катушку Румкорфа), искровой промежуток которого был расположен в индуктивно с ним связанном антенном контуре. Когерер же и соответствие антенного провода различным частотам были также последовательно улучшены.
Спор за приоритет между Поповым и Маркони демонстрирует нам различия в «философии техники» сообществ ученых и инженеров. В то же время становится ясным, что для внедрения новой техники в жизнь важны не только открытие, изобретение и их патентование, но и приспособление к промышленному производству этой новой техники, а также распространение вновь созданного продукта (нововведения) на рынке. Такую способность соединить воедино все эти области лучше всего продемонстрировал Браун, «блестящий физик-теоретик и практик», развивавший беспроволочную телеграфию «одновременно со своими контактами в области промышленности». Он не только вовремя и грамотно патентовал и защищал свои изобретения, но также создал фирму для продвижения своих изобретений и патентов на рынок. Он доказал, например, что его патенты на замкнутый колебательный контур и рамочную антенну, без которых вряд ли возможно было бы перейти к передаче сигналов на большое расстояние, появились существенно раньше патентов Маркони. В Германии продолжалась борьба за приоритет между Брауном и Слаби, которую, однако, они смогли прекратить. Слаби и его бывший ассистент Граф Арко работали на фирму АЭГ, а Браун – на фирму «Сименс». Браун разработал и усовершенствовал также целый ряд измерительных инструментов. Коммерческое распространение всех этих приборов Брауна на рынке взяла на себя фирма «Хартманн и Браун», руководителем которой был брат Брауна. В связи с ростом значения радиотелеграфии, чтобы создать противовес деятельности фирмы Маркони, в 1903 г. с помощью АЭГ, а также «Сименс и Гальске», которые до того находились в конкуренции друг другу, было основано Общество беспроволочной телеграфии («Телефункен»)216. «Для телеграфии в водной среде он работал совместно с инвестором Стольверком. Это сотрудничество привело его в июле 1900 г. к созданию нового „Общества Браун-Сименс – Гальске“, которое позже слилось с другими предприятиями и до сих пор производит свою продукцию под именем „Телефункен“… С технической точки зрения новая фирма „Телефункен“ не была, впрочем, еще долгое время выше британского „Общества Маркони“. Ей, правда, удалось благодаря демпинговым ценам получить у российского правительства заказ на оснащение российского военно-морского флота системами Арко-Слаби. Но во время морской битвы при Цусиме (против японского морского флота) она отказала в работе, а несколько станций Маркони надежно работали»217.
«Перед передатчиком для беспроволочной телеграфии возникли два типа задач: во-первых, в нем нужно было создавать по возможности сильный высокочастотный переменный электрический ток, чтобы то же самое произошло и с излучением, т. е. электромагнитными волнами. Передатчик Маркони, в противоположность конденсаторному контуру представляющий собой не „закрытый“, а „открытый“ колебательный контур, превосходно излучает (радиоволны. – В.Г.). Конденсаторный контур, сам практически ничего не излучающий, напротив, с точки зрения создания сильных токов высокой частоты, намного превосходит открытый колебательный контур. На основе объединения обеих схем и возник знаменитый передатчик Брауна… Аналогичная двойственная задача возникает и перед приемником. Прежде всего, пришедшие от передатчика электрические волны должны быть приняты, причем преобразован в высокочастотные токи, которые затем, со своей стороны, вызывают воспроизведение знаков в телефоне или записывающем устройстве. И здесь тоже для приема волн нужен подвешенный провод, как это превосходно и аналогичным образом сделали Попов и Маркони. Однако он в меньшей степени подходит для целевого использования полученной энергии, для чего, как распознал Браун, лучше всего подходит конденсаторный контур. Именно таким образом с помощью соединения этого провода с одним или многими конденсаторными контурами и возник связанный приемник Брауна»218.
Браун был первым, кто действительно понял, какие электрические процессы происходят в радиопередатчике и радиоприемнике. Исходя из теоретических рассуждений, Браун пришел к выводу, что нужно индуктивно соединить искровой промежуток в передающем устройстве, а также когерер с антенной. Это сделало его передатчик гораздо более действенным и тем самым позволило осуществить радиосвязь через Атлантику. Изобретенный Брауном кристаллический детектор скоро заменил предложенный Бранли когерер. «Вся техника передачи с того времени, как Браун ввел в практику замкнутый контур, претерпела множество изменений. Передатчик с взрывным искровым разрядом был заменен передатчиком Вина после основополагающего открытия искры замыкания… Использование электронных ламп привело к полному видоизменению и появлению совершенно новых возможностей, которые в первые годы становления этой области вообще трудно было себе даже представить»219.