От Артура Корна до Бориса Розинга
К тому времени, когда появился фототелеграф, русский ученый К. Д. Перский подвел итоги проделанной работы по созданию механизма передачи движущего изображения на расстояние и ввел в употребление термин «телевидение»[708].
И хотя изобретение фототелеграфа стало важным шагом на пути создания телевидения, до его реализации было еще далеко. Если возмож-ность преобразования световых колебаний в электрические была доказана, то возможность преобразования электрических колебаний в световые, передача с их помощью изображения и выведения его на экран оставалась гипотезой.
Как уже отмечалось, Д. Кери предложил использовать для этой цели электрические лампы. В одном из его проектов речь шла о 2500 лампах. Именно такое количество разных по яркости точек он предполагал вывести на экран[709]. Между тем первоначально добиться этого не удавалось. Дело в том, что в проектах Д. Кери и А. де Пайвы речь шла о лампах накаливания[710], которые имеют один очень важный недостаток – «инерционность источника света, не поспевающего изменять свою яркость за изменениями сигнала»[711].
Одним из первых, кто понял это, был русский ученый П. И. Бахметьев. Поэтому в 1880 г. он предложил использовать для преобразования электри-ческих сигналов в световые газовые горелки[712].
Но и это предложение не решало проблемы. В связи с этим было обращено внимание на эффект электрической дуги. Электрическая дуга – это «продолжительный электрический разряд между электродами, при котором развивается высокая температура и излучается яркий свет»[713].
Подобное явление открыл русский физик Василий Владимирович Петров (1761–1834)[714]. Результаты своих наблюдений он изложил в книге «Известие о гальвани-вольтовских опытах, которые производил профессор физики Василий Петров, посредством огромной батареи, состоявшей иногда из 4200 медных и цинковых кружков и находящейся при Санкт-Петербургской медико-хирургической академии» [715].
Используя графитные электроды, французский изобретатель Жан Бернар Леон Фуко (Jean Bernard Leon Foucault) (1819–1868) создал в 1844 г. дуговую лампу[716]. От лампы накаливания она отличается тем, что в ней электрический разряд возникает и исчезает почти мгновенно. Кроме того, меняя напряжение в сети можно изменять яркость свечения электрического разряда.
Однако первые дуговые лампы были очень несовершенны. Все упиралось в три проблемы: а) как избежать того, чтобы под действием высокой температуры не оплавлялись концы электродов, б) как изолировать обнаженные концы электродов, по которым идет ток, в) как сделать осветительный прибор безопасным с пожарной точки зрения. Решение этих трех задач привело к созданию дуговой газоразрядной лампы, которую некоторые называют «лампой Гейслера».
Можно встретить мнение, что первым, кто решил использовать дуговую лампу для передачи изображения на расстояние, был П. Нипков, в проекте которого якобы фигурировала неоновая лампа. Однако неоновая лампа появилась после того, как в 1909 г. американский ученый Ирвинг Ленгмюр предложил для продления срока действия электрических ламп наполнять их инертным газом[717], а в 1910 г. французский инженер Жорж Клод (1870–1960) использовал для этого неон[718]. Что же касается П. Нипкова, то в его патенте фигурирует просто «источник света»[719]
Поэтому пальма первенства в этом вопросе, по всей видимости, принадлежит американскому изобретателю Уильяму Сойеру (1880)[720].
К тому времени газоразрядная лампа Г. Гейслера привлекла к себе особое внимание. Исследователями было замечено: «когда газ становится достаточно разряженным, стеклянные стенки, расположенные на конце, противоположном катоду (отрицательному электроду), начинают флуорес-цировать зеленоватым светом, что, по всей видимости, происходило под воздействием излучения, возникающего на катоде»[721].
Иначе говоря, действие лампы Г. Гейслера сопровождалось эффектом люминесценции. Люминесценция – это свечение тела (или вещества), происходящее под влиянием внешнего излучения, электрического разряда, химического процесса или других факторов[722].
Занимаясь изучением газовых разрядов и используя лампы, изготовленные для него Г. Гейслером[723], боннский математик Ю. Плюккер (1801–1868)[724] в 1858 г. установил, что при электрическом разряде вблизи катода действительно возникает излучение, названное им катодным[725].
Катод – электрод источника электрического тока с отрицательным полюсом, а «катодоиллюминесценция – вид люминесценции, в которой свечение люминофоров происходит под действием падающего на них потока электронов» [726].
Продолжая эти исследования, английский физик Уильям Крукс (1832–1919) обнаружил в 1879 г., что под влиянием катодных лучей некоторые кристаллы, например, алмаз, рубин, тоже начинают люминисцировать, причем разным цветом[727].
Для поиска способов преобразования электрических колебаний в световые сигналы большое значение имело еще одно открытие.
В 1869 г. немецкий физик И. В. Гитторф (1824–1914) установил, что катодные лучи могут отклоняться под влиянием магнитного поля[728].
На основании этих открытий уже известный нам страсбургский профессор Карл Фердинанд Браун (1850–1918) создал в 1897 г. катодную трубку, получившую позднее название электронной. Он вывел на флуоресцирующий экран катодный луч и, изменяя его направленность, сумел прочертить на нем прямую линию[729].
«В 1897 г. Браун, – говорится в одной из его биографий, – изобрел осциллоскоп – прибор, в котором переменное напряжение перемещало пучок электронов внутри вакуумной трубки с катодными лучами. След, оставляемый этим пучком на поверхности трубки, можно было графически преобразовать с помощью вращающегося зеркала, давая тем самым зрительный образ меняющегося напряжения. Трубка Брауна легла в основу телевизионной техники, так как работа кинескопа основана на том же принципе»[730].
В том же 1897 г. английский физик Джозеф Томсон (1856–1940) открыл электрон и доказал, что испускаемые катодом лучи – это электроны[731].
В 1903 г. немецкий физик Артур Венельт (Wehnelt) ввел в трубку отрицательно заряженный цилиндрический электрод, с помощью которого (изменяя силу заряда) оказалось возможным регулировать поток электронов, меняя интенсивность электронного луча, а значит, яркость свечения люминофора и точки на экране[732].
Таким образом, если до 1903 г. катодный луч мог чертить на экране однотонные линии, с этого момента открылась возможность разложения светового пятна на экране на оттенки и таким образом воспроизведения на нем изображения.
«Катодный пучок, – писал русский физик Б. Л. Розинг, – есть именно то, идеальное безынертное перо, которому самой природой уготовано место в аппарате получения в электрическом телескопе. Оно обладает тем ценнейшим свойством, что его можно непосредственно двигать с какой угодно скоростью при помощи… электрического или магнитного поля, могущего при том быть возбужденным со скоростью света с другой стороны, находящейся на каком угодно расстоянии»[733].
«Приемная телевизионная трубка, кинескоп – электронно-лучевая трубка, применяемая в телевизоре для воспроизведения изображения. Поток электронов (электронный луч) падает на переднюю стенку трубки – экран, покрытый люминофором, который светится под ударами электронов. Электронный луч отклоняется магнитным полем отклоняющей катушки, надетой на горловину трубки, и воспроизводит на экране передаваемое телевизионное изображение»[734].
Первым 10 октября 1906 г. идею использования электроннолучевой трубки для передачи изображения на расстояние запатентовали немецкие ученые М. Дикман и Г. Глаге[735]. 25 июля 1907 г. подобную же заявку подал и 13 декабря того же года получил патент Б. Л. Розинг[736].
В том же году русский физик Л. И. Мандельштам создал «генератор пилообразного напряжения», представляющий собой механизм линейного перемещения электронного луча.[737]
9/22 мая 1911 г. Б. Л. Розинг впервые продемонстрировал свое изобретение в действии[738]. Можно встретить мнение, будто бы он передал на расстояние движущееся изображение[739]. На самом деле ему удалось добиться лишь того, что электронный луч прочертил на экране «четыре параллельные светящиеся линии»[740].
Но для того времени и это было огромным событием. Б. Л. Розингу удалось то, что безуспешно пытались осуществить до него на протяжении более сорока лет: не только передать изображение с помощью электричества на расстояние, но и вывести его на экран.
«После изобретения Б. Л. Розингом электроннолучевой трубки, – пишет В. А. Урвалов, – в развитии телевидения наметились два направления: оптико-механическое и электронное»[741].
6.3. Создание электромеханического телевидения