Томас Эдисон. Его жизнь и научно-практическая деятельность

Каменский Андрей Васильевич

На его долю не пришлось быть новатором в этой отрасли электротехники. Но ему досталась не менее трудная задача – внести улучшение в такое устройство, над которым уже поработали до него столько даровитых изобретателей. Одновременно со своими работами по электрическому освещению он принялся и за усовершенствование динамо-машины как источника требовавшейся ему электровозбудительной силы. Улучшения, введенные Эдисоном в динамо-машину, были главным образом направлены к тому, чтобы упростить ее устройство, сократить количество излишних проводов и уменьшить бесполезное сопротивление частей. В результате получился совершенно оригинальный по своему наружному виду механизм, чрезвычайно компактный и развивающий громадную силу. На электротехническом заводе в Нью-Йорке, самом большом и занимающемся производством всех принадлежностей электрического освещения Эдисона для мирового рынка, изготавливаются динамо-машины его системы всех размеров, начиная от крошечной для домашнего употребления и кончая гигантскими механизмами

для освещения городов.

Телефон, одно из самых поразительных изобретений нашего времени, настолько вошел теперь в общее употребление и стал такой неизбежной принадлежностью не только каждой конторы, но даже каждого большого ресторана, что кажется излишним входить в описание его. Телефон в сегодняшнем виде – американское изобретение, и он во многом обязан гению Эдисона теми усовершенствованиями, которые сделали этот прибор всеобщим достоянием.

Физическое явление, подавшее первую мысль о телефоне, было замечено Педжем в 1837 году, а именно: железный сосуд, через последовательные краткие промежутки времени намагничиваемый и размагничиваемый, может издавать звуки. На основании этого факта Рейс в 1861 году устроил свой первый телефон, представленный им Физическому обществу во Франкфурте. Применяя такие же приемы намагничивания к железной проволоке, он получал звуки, соответствующие числу колебаний, а следовательно, и диапазону тех звуков, которые поступали в приемник и на другом конце провода. Он утверждал, что может таким образом передавать и слова. Грей, Варлей, Поллард, Гарнье и многие другие после первого опыта Рейса старались добиться того, чтобы на другом конце приемника слышались членораздельные звуки и слова. Граам Белль, занимавшийся обучением глухонемых в Бостоне, первый открыл способ для передачи звуков человеческой речи с помощью электромагнитного тока.

В 1876 году в Филадельфии он демонстрировал свой телефон, состоявший из приемника с натянутой, как на барабане, перепонкой и железной пластинкой в середине, колебания которой, возбужденные звуками голоса, передавались через посредство индукционной катушки в особый резонатор на другом конце проводника. При помощи этого аппарата Беллю удалось явственно передавать членораздельные звуки и слова на небольшие расстояния. Изобретение Белля породило множество последователей, внесших усовершенствования в его прибор. Это были Юз, Сименс, Фелпс, Грей и другие. Их приборы были большею частью сложны и не оправдывали себя на практике, пока Эдисон в своем телефоне с угольной диафрагмой, основанном на принципе превращения звуковых волн в соответственные колебания электрического тока и обратно без посредства вибрирующей пластинки, не нашел самого простого решения и не сделал самого совершенного прибора.

На усовершенствование телефона с 1875 года Эдисон потратил несколько лет упорного и кропотливого труда и проделал множество опытов над разными веществами, пока не использовал угольной диафрагмы, составляющей суть всего устройства этого прибора. По его словам, заметки о ходе этих работ и опытов составили рукопись в несколько тысяч страниц.

Работая над телефоном, Эдисон изобрел множество остроумных приборов, основанных на дальнейшем развитии его принципа. Из них самый грандиозный по замыслу – морской телефон, разработкою которого он теперь занят. Изобретение основано на свойстве воды легко передавать звуки; водолазам в открытом море не раз случалось слышать шум пароходного винта на больших расстояниях, и Эдисон допускает возможность при помощи своего нового аппарата для усиления звука вести переговоры между судами в открытом море на расстоянии до семи миль, пользуясь звуками парового свистка, который он регулирует посредством особого механизма, основанного на принципе телефонной связи. При помощи этого же аппарата, по идее Эдисона, локомотивы смогут “выкрикивать” названия станций, а усиленные таким способом “голоса” с маяков у морских берегов – предупреждать суда о грозящей опасности.

Самое замечательное изо всех изобретений Эдисона и всегда соединяемое с его именем – это фонограф. Как уже было сказано, в некоторых случаях он имел даровитых предшественников, и славу многих из его открытий разделяют с ним европейские изобретатели; все это дало повод оспаривать самостоятельность многих из его работ; но фонограф признается исключительным достоянием его гениального ума. Недаром он как-то высказал своим приятелям еще в лаборатории Менло: “Я изобрел много машин, но эта (и он с нежностью положил руку на фонограф) – мое последнее дитя; я надеюсь, оно вырастет и будет мне поддержкою в старости”.

В 1878 году в контору известного американского технического журнала “Scientific American” вошел молодой человек и поставил на стол перед издателями небольшую машину. Не говоря ни слова, он повернул несколько раз ручку, и машина сказала: “Здравствуйте! Как поживаете? Как вам нравится фонограф?” Машина, таким образом, говорила сама за себя и отрекомендовала себя как фонограф– аппарат, о котором тогда много писалось и говорилось, но мало было известно.

Это было его последнее изобретение, а молодой человек, принесший машину, был сам Эдисон, уже известный тогда изобретатель. Аппарат его был действительно замечательный, оригинальный и обещавший

много применений в будущем. Общественное внимание было возбуждено: все желали видеть и слышать говорящую машину, которая теперь в усовершенствованной форме показывалась повсеместно, возбуждая общее удивление. Но она далеко не удовлетворяла требовательность изобретателя. В этом виде она представляла только интересную научную игрушку. Эдисон ожидал от своего изобретения гораздо большего; он утверждал, что его аппарат будет самым точным говорящим стенографом, передающим не только слова человеческой речи, но и все оттенки голоса, и что он заменит живою речью письмо. Эдисон верил, что речи великих государственных людей сохранятся для потомства, что голосами великих певиц и их пением будут наслаждаться отдаленные поколения в будущем; много еще чего ожидал он от своего фонографа, но последнему предстояло молчание в течение десяти лет. Наконец в 1888 году стало известно, что Эдисон достиг осуществления своей первой идеи: построил идеальный фонограф, который более чем удовлетворяет всем его требованиям, и что аппарат, казавшийся вначале только забавной игрушкой, с невероятной точностью повторяет не только человеческую речь, но передает все интонации голоса и всевозможные звуки. Все это оказалось верным. В течение десяти лет постоянного труда Эдисон не только довел фонограф до возможного совершенства, но благодаря электрическому освещению и другим своим изобретениям за это время достиг всемирной известности и большого богатства. В Нью-Йорке под его руководством начинает работу фабрика, снабженная самыми лучшими машинами и специальными приспособлениями для изготовления фонографов последнего усовершенствованного типа.

Описывая общее устройство этого аппарата и показываемые им результаты, мы будем пользоваться также изложением самого Эдисона, отличающимся ясностью и простотой. Вот что он говорит по поводу физических законов, обосновавших идею фонографа, и тех случайно замеченных им явлений, которые пробудили в нем первую мысль об этом изобретении.

“Со времен Лукреция движение атомов всегда привлекало особенное внимание философов и ученых, а волнообразные колебания света, теплоты и звука были предметом самого тщательного исследования в новейшей науке. Если мы вникнем в близкое соотношение этих движений с математическими законами и музыкальными звуками, то должны признать, что Пифагорово представление о вселенной как основанной на гармонии и числах довольно близко к правде.

Фонограф именно является иллюстрацией той истины, что речь человеческая подчиняется законам чисел, гармонии и ритма. Основываясь на таких законах, мы можем при помощи этого прибора запечатлеть в форме известного сочетания линий и точек всевозможные звуки и членораздельную речь со всеми малейшими оттенками и изменениями в голосе и по этим отпечаткам воссоздать, при желании, с полной точностью те же слова и звуки.

Чтобы сделать яснее понятие о сохранении отпечатка звука, я приведу еще несколько замечаний. Всем известно, какой ясный след в виде красивых изогнутых борозд оставляет на песчаном берегу самая легкая морская зыбь. Не менее знакомо явление, когда насыпанный на гладкую поверхность дерева или стекла песок под влиянием звуков фортепьяно размещается на этой поверхности в виде известного очертания линий или кривых, в точном соответствии с колебаниями этих звуков. Оба эти явления указывают на то, как легко частицы материи воспринимают переданное им движение или принимают отпечаток от самых слабых водяных, воздушных или звуковых волн. Но как бы ни были знакомы всем эти явления, до последнего времени они, по-видимому, не наводили на мысль, что звуковые волны, возбуждаемые человеческим голосом, оставят такой же точный отпечаток на каком-нибудь веществе, какой производит волна прилива на морском берегу.

Я случайно напал на открытие, что этого можно достигнуть, проделывая опыты совершенно с другой целью. Я был занят прибором, который автоматически передавал азбуку Морзе, причем лента с оттисками букв проходила через валик под трассирующей шпилькой. Пуская в ход этот прибор, я заметил, что при быстром вращении валика, по которому проходила лента с оттисками, слышался жужжащий ритмический звук.

Я пристроил к аппарату диафрагму с особым приспособлением, которая могла бы воспринимать звуковые волны моего голоса и оттиснула бы их на каком-нибудь мягком материале, укрепленном на валике. Я остановился на пропитанной парафином бумаге и получил прекрасные результаты. При быстром вращении валика оттиснутые на нем знаки, по которым проходил трассирующий штифт, повторяли вибрации моего голоса, и через особый передающий прибор с другой диафрагмой я явственно различил слова, как будто говорила сама машина; я сразу увидел тогда, что задача воспроизведения человеческого голоса механическим путем решена”.

Как уже было сказано, Эдисон потратил много лет на усовершенствование своего аппарата; оловянные пластинки, на которых трассировались при вращении валика голосовые вибрации, заменены в новейших приборах съемными восковыми цилиндрами; валик приводится в движение маленьким электрическим двигателем; устройство вибрирующих диафрагм приемника и воспроизводителя звуков совершенно изменено, не говоря о многих мелких деталях, от которых зависело успешное действие прибора.