Текст книги "Томас Эдисон. Изобретатель и новатор. Маленькие рассказы о большом успехе"

40. Как они жили

Вот рассказ о жизни в Менло-Парке одного из ближайших друзей Эдисона Фрэнсиса Джела.

«Наш завтрак всегда кончался сигарою, и я могу заметить, что Эдисон, не будучи разборчив в пище, всегда любил хорошую сигару и, казалось, находил в ней утешение и отдых. Часто случалось, что, когда мы наслаждались сигарами после нашего полночного ужина, кто-либо из юношей играл на органе, а мы подпевали.

Когда Бем бывал в хорошем настроении, он играл на цитре или забавлял нас пением красивых германских песенок. Нередко в этих случаях в лабораторию сходились веселые и приятные знакомые, большей частью старые друзья Эдисона. Иногда заглядывали на минутку некоторые конторские служащие. Всякий приходивший во время этих полуночных ужинов встречал хороший прием. Мы все радовались этим развлечениям.

Когда мы чувствовали себя отдохнувшими и способными опять приступить к работе, подавался сигнал.

Иногда можно было видеть некоторых из лабораторных работников спящими на столах в ранние утренние часы. Если их храп мешал тем из нас, которые продолжали работать, то применялся особый «успокоитель». Он состоял из коробки из-под мыла без крышки. На ней была смонтирована широкая зубчатка с кривошипом, а зубья колеса задевали эластичный деревянный стержень. Коробка помещалась на столе, где спал храпящий, и кривошип начинали быстро вращать. Шум, производимый таким образом, был настолько силен, что спящий вскакивал, как будто бы в лаборатории разразился тайфун.

Дух юмора старых дней, хоть и несколько грубоватый, доставлял много веселых моментов, которые, по-видимому, освежали юношей и давали им возможность продолжать работу с новыми силами…»

41. Телефонные страсти

Первый крупный проект, запущенный в только что отстроенной лаборатории в Менло-Парке, касался телефонии.

Изобретение телефона окружено множеством скандалов. 14 февраля 1876 года Бюро патентов в Вашингтоне получило от Александра Грахама Белла предварительную заявку на изготовление прибора «для передачи по телеграфу голосовых звуков». В тот же день двумя часами позже в Бюро поступила аналогичная заявка от Элиши Грея. Удовлетворена была заявка Белла, но Грей выразил несогласие. Их спор тянулся до 1888 года, когда Верховный суд США утвердил приоритет изобретения телефона за Беллом.

Как это ни странно, принципиальных отличий между телефонами Белла и Грея нет. И там, и там использован принцип индукционной электрической связи. И там, и там для усиления сигнала использован постоянный электрический ток батареи. Наконец, оба устройства работали крайне плохо – длина проводов не превышала нескольких десятков метров, а разборчивая связь устанавливалась лишь между соседними комнатами.

Эдисон заинтересовался изобретением Белла и вместе со своей командой взялся за усовершенствование телефонного аппарата. Существенным недостатком телефона был не только слабый сигнал, но и объединение в одном устройстве принимающей и передающей трубок. Пока один из абонентов говорил, второй не мог его слышать.

Заказчиком стала компания «Вестерн Юнион», предложившая Эдисону 150 долларов в неделю в течение пяти лет за право первого использования любого его изобретения в области телефонной связи. Эдисон подписал договор. И работа закипела.

42. Угольный микрофон

В телефоне Белла (и Грэя) в качестве микрофона использовалась стальная пластинка, прикреплённая ко дну небольшой коробки. Позади пластинки был установлен подковообразный магнит, окружённый проволочной спиралью. При разговоре звуковые волны воздействовали на пластинку, отклоняя её, магнитное поле изменялось, индуцируя в проволочной спирали слабый ток. На другом конце телефонных проводов происходил обратный процесс – изменяющийся в проволочной спирали ток воздействовал на поле магнита, пластинка отклонялась, в коробочке, к которой была прикреплена пластинка, воспроизводились звуки, переданные с другого аппарата.

Эдисон занялся конструкцией микрофона и телефона (принимающего устройства). Телефон он изготовил в виде мембраны и системы магнитов, которые приводят её в колебательное движение. С микрофоном пришлось повозиться. То, что это должен быть порошковый микрофон, Томас понял достаточно быстро. Мелкие частички порошка будут воспринимать давление мембраны и, соответственно, изменять под этим давлением свое сопротивление и, соответственно, электрический ток, протекающий по телефонной цепи. Но… какой это должен быть порошок?

В качестве наполнителя микрофонного капсюля Эдисон перепробовал огромное количество материалов – воду, губку, влажную бумагу, войлок, пластинки графита. Затем он перешёл к опытам с волокнистыми материалами – звук усилился, но всё ещё был достаточно слаб… Случайно Томас попробовал копоть с керосиновой лампы. Результат оказался отличным. И тогда Эдисон наполнил капсюль чистым угольным порошком. Так был изобретён угольный порошковый микрофон, который находит применение (в модифицированном виде) до сих пор.

43. «Алло!»

Изобретение Эдисоном угольного микрофона, индукционной катушки, значительно увеличившей мощность сигнала, изобретение трубки с разнесёнными приёмным капсюлем (телефоном) и микрофоном – всё это, плюс развернувшаяся конкурентная борьба между телеграфными и электротехническими компаниями, взявшимися за внедрение телефонов, кардинально изменили телефонную связь как таковую. И роль в этом Томаса Эдисона невозможно переоценить. Но есть ещё одно не самое известное изобретение великого инженера, которым мы пользуемся до сих пор. Это… контрольное слово. Ну да, то самое «Алло!», которым начинается телефонный разговор.

Термин «алло» использовался на кораблях. С него начинали разговор через рупоры и в начале сообщения кричали: «Алло!» – что означало – «Слушай!»

15 августа 1877 года Томас Эдисон написал письмо президенту телеграфной компании Питтсбурга, штат Пенсильвания. В этом послании Эдисон утверждал, что лучшее телефонное приветствие, с которого можно начинать разговор, это традиционное «Хелло!». А ещё лучше «Алло», чтобы уж совсем отделить общепринятое приветствие от именно начала разговора по телефону. Дело в том, что разборчивость речи в первых телефонных аппаратах оставляла желать лучшего, абонентам приходилось орать в микрофоны нечеловеческим голосом, чтобы хоть что-то расслышать.

Александр Белл же предлагал другое слово – «Ахой!», которым на море сигнализировали друг другу корабли, идущие встречным курсом. Прижился вариант Эдисона.

44. Фонограф

В ходе внедрения в массовое производство усовершенствованного телефона, Эдисон почти случайно изобрёл прибор, который стал ступенькой к его любимому фонографу. Речь о метафоне или о электромотографе – устройстве «громкой связи», позволявшем большому числу людей слушать то, что передаётся по телефону – речь или, скажем… пение.

Эта штука была устроена очень хитро. Полый цилиндр, вращавшийся посредством пружинного механизма, был сделан из специальной смеси мела, уксуснокислой соли ртути и раствора едкой соды. Поверхность цилиндра содержалась во влажном состоянии. По ней скользила металлическая игла, соединённая с мембраной. В тех местах, где по поверхности цилиндра проходит электрический ток, она становится шершавой. Игла считывает эти шершавые дорожки и передаёт вибрацию на мембрану. И телефонный передающий капсюль звучит через эту мембрану на всю комнату.

Эдисон отправил по заказу в Лондон шесть метафонов, а потом ещё сотню и двадцать подготовленных специалистов по их обслуживанию. Эти аппараты использовались в Англии в течение нескольких лет…

Работая над электромотографом, совершенствуя телефон, Эдисон однажды задумался – а можно ли построить машину, которая бы записывала и воспроизводила человеческий голос. Он набросал на бумаге чертёж и передал его механику Джону Крузи, тут же обозначив цену готовой модели – 18 долларов. Крузи всё сделал, как сказал Томас.

45. То, во что не поверили

Что произошло дальше, рассказывает сам Томас Альва Эдисон.

«Я плохо верил в то, что моя машина будет работать. Я ожидал, что, возможно, услышу одно или два слова, и это даст мне надежду на осуществление идеи в будущем. Когда Крузи почти окончил работу, он спросил меня, для чего предназначается аппарат, – я сказал, что хочу записывать разговор, а затем машина должна будет его воспроизводить. Он считал это абсурдом. Однако аппарат был закончен. На цилиндре, снабженном канавками по поверхности, была натянута фольга. Я прокричал фразу, урегулировал репродуктор, и машина воспроизвела мой голос. Никогда в моей жизни я не был так поражен. Все были удивлены. Я всегда боялся новых вещей, которые сразу работают. Долгий опыт доказал мне, что в новом аппарате всегда имеются недостатки, которые мешают его коммерческому применению. Но здесь я почувствовал что-то, что не возбуждало сомнений».

Вот так – он сам не верил в то, что изобрёл. Никто не верил. Были уважаемые, достойные, авторитетные люди, которые объявили Эдисона… мошенником и чревовещателем! А для Эдисона фонограф стал любимым изобретением всей жизни…

Его давно все звали «Стариком», хотя Эдисону исполнилось всего 30 лет. Рослый, основательный, энергичный, всегда сосредоточенный – одним своим видом он внушал людям уверенность и спокойствие. И его любили, очень любили – молодые и в возрасте, талантливые и очень талантливые инженеры, с образованием и самоучки, каким был и сам Эдисон. Он называл их своим «племенем».

46. Шок

То, что произошло в тот и последующий дни, трудно описать словами. Всеобщее изумление, шок, восторг и… недоумение.

Эдисон тут же созвал всех сотрудников Менло-Парка и продемонстрировал им действие фонографа. В ответ раздалась… овация. На следующий день Эдисон упаковал фонографии и отправился в Нью-Йорк в редакцию журнала «Сайнтифик Америкен». В кабинете главного редактора Бича он снова завёл свой аппарат. На следующее утро восторженное описание фонографа появилось во всех ведущих газетах Америки. Чтобы справиться с потоком посетителей, хлынувшим в Менло-Парк, руководству железной дороги пришлось организовывать специальные поезда.

Тут же было организовано общество для производства и продажи фонографов. Первым производителем стал Зигмунд Бергман, инженер из «племени» Эдисона, открывший в Нью-Йорке фабрику. Вместе с фонографами он выпускал угольные микрофоны системы Эдисона.

Фонограф стал любимым детищем Томаса Эдисона. До 1879 года он занимался фонографом наряду с другими изобретениями. Потом отложил его в сторону и снова вернулся в 1887 году. Только по состоянию на 1893 год Эдисон получил на фонограф 65 патентов. А в 1910 году их количество перевалило за сотню.

Самое удивительное в изобретении фонографа было то, что системой звукозаписи на тот момент никто серьёзно не занимался. А когда фонограф стал реальностью, простота и очевидность принципа действия поражала многих. Как до сих пор до этого никто не додумался? Действительно, как?

47. Тазиметр

Дуплексный и квадрадуплексный телеграф, метафон, многочисленные усовершенствования в телефонии, угольный микрофон, фонограф, наконец – создаётся впечатление, что за годы изобретательской деятельности Эдисон работал исключительно над вещами сугубо практическими. Но это не так. Есть в списке его изобретений прибор, который стал для науки настоящей «волшебной палочкой», устройством, без которого многие исследования были попросту невозможны, и прежде всего, в… астрономии. Речь о тазиметре – сверхчувствительном измерителе температуры.

Тазиметр устроен очень просто. На платиновой пластинке вертикально установлен эбонитовый брусок, упирающийся верхним краем в крышку корпуса прибора. Пластинка опирается на угольную кнопку, которая, в свою очередь, закреплена на нижней платиновой пластинке. Обе пластинки и угольная кнопка объединены в электрическую цепь с источником питания и гальванометром. Эбонит – очень термочувствительный материал. При малейшем нагреве он расширяется. При этом давление бруска на угольную кнопку увеличивается, сопротивление угля меняется, что вызывает отклонение стрелки гальванометра.

При испытаниях тазиметра Эдисон увидел отклонение стрелки, вызванное нагревом эбонита телом человека. При этом сам человек находился в десятке метров от прибора. В дальнейшем Эдисон со своим тазиметром участвовал в научных наблюдениях по измерению температуры поверхности Солнца во время затмения (в июле 1878 года) и удалённых астрономических объектов. Именно тазиметр позволил впервые измерить температуру многих звёзд.

48. Лампа накаливания

Летом 1878 года Эдисон впервые за годы взял двухмесячный отпуск. Но провёл его не так, как проводят отпуск другие люди. В июле он отправился в Раулинс, штат Вайоминг, чтобы принять участие в экспедиции астрономов. Затем поохотился в Колорадо. И под конец своего путешествия заглянул к Вильяму Валасу, который работал над дуговыми электрическими лампами с угольными электродами, пытаясь получить надёжный и мощный источник искусственного света. Опыты Валаса вызвали у Эдисона скепсис. Томас даже сказал: «Мне кажется, что я побью вас в области электрического освещения. Вы идёте по ложному пути».

Вернувшись в Менло-Парк, Эдисон собрал свою верную команду и сообщил «племени», что начинает работы по электрическому освещению.

Первым делом Эдисон собрал всю доступную литературу по этому вопросу. И потратив кучу времени на изучение книг, докладов и технических отчётов, пришёл к выводу, что проблему дробления электрического света для обеспечения большой площади освещения решить довольно просто, хотя на тот момент это считалось совершенно неразрешимой задачей. Нужно разработать систему электрического освещения, а не сосредотачиваться исключительно на отдельной лампе. Затем Эдисоном была сформулирована задача – получить ровный, чистый, негаснущий электрический свет, причём настолько дешёвым способом, чтобы он мог конкурировать с господствующим в то время газовым освещением.

Из двух существующих на тот момент источников искусственного света – вольтовой дуги и лампы накаливания Яблочкова – Эдисон занялся именно лампой накаливания.

49. Поиски, поиски

Опыты с нитями накала Эдисон начал с платины. В самом первом опыте он взял платиновую нить толщиной в четверть миллиметра и длиной в 9 метров, намотал её на известковый цилиндр и подвёл к концам нити ток, поместив всю конструкцию в стеклянную колбу. Нить благополучно сгорела, проработав всего лишь несколько минут.

Дальнейшие эксперименты, обстоятельные, детальные, Эдисон и его помощники, главным образом Фрэнсис Элтон, проводил также с платиной, покрывая её тугоплавкими материалами – окислами циркония и церия, магнезией, другими материалами. В конце концов, стало ясно, что платина в качестве нити накаливания не годится. И тут Эдисон вспомнил об угле…

Другим направлением разработки лампы была среда, в которой должна была работать нить накаливания. Параллельно с исследованиями в области источников электрического света, Эдисон и его команда работали над вакуумными насосами, добившись в октябре 1879 года очень эффективного разрежения в 1 миллионную атмосферы. А в апреле того же года, за полгода до создания вакуумного насоса (точнее, целого каскада насосов) Эдисон поставил опыт с платиновыми лампами, колба одной из которых была заполнена воздухом, а из второй воздух был откачан. Разница в интенсивности излучаемая была разительной – 4 свечи в первом случае и 25 во втором.

Решение о материале нити пришло случайно. Размышляя над конструкцией лампы, Эдисон машинально раскатывал в руках кусочек смолы, смешанный со спрессованной сажей. Получилась нить, которую очнувшийся от своих мыслей Томас решил попробовать в лампе. И убедился, что результат получился превосходный.

50. Эффект Эдисона

А потом был многомесячный «марафон» поисков наилучшего материала для лампы накаливания. Этим материалом оказалась обугленная хлопчатобумажная нить. 21 октября 1879 года Томас Эдисон и его товарищ Бэчлор включили лампу в электрическую сеть. Лампа засветилась ровным светом. Эдисон переместил движок реостата, повышая напряжение. Свет стал ярче. Эдисон добавил ещё, ожидая, что нить перегорит. Она перегорела в тот момент, когда температура раскалённой нити достигла точки плавления алмаза. Так закончился решающий эксперимент, длившийся без перерыва… 48 часов! И всё это время Эдисон и ассистент Бэчлор не сомкнули глаз, ни разу не отлучились выпить воды или выкурить сигару.

В ходе изысканий, продлившихся 13 месяцев и стоивших Эдисону 40 тысяч долларов (баснословные по тем временам деньги) он едва ни лишился зрения – 27 января 1879 года после 7-часового бдения у лампы он испытал сильную боль в глазах и промучился всю последующую ночь.

Во время работы над лампой Эдисон имел шанс сделать ещё одно в полном смысле эпохальное открытие – термоэлектронной эмиссии. Он обратил внимание, что в ходе свечения часть материала помещённой между выводами нити металлической пластинки переносится на стекло колбы. Но объяснить это явление, получившее название «эффект Эдисона», так и не смог. Это сделал в 1887 году английский физик Джозеф Томсон.

51. Главное – пропаганда

Спустя ровно два месяца, 21 декабря 1879 года газета «Нью-Йорк Геральд» вышла с броским заголовком «Триумф великого изобретателя в области электрического освещения». В статье на первой полосе подробно излагался весь ход работ, отмечались предтечи Эдисона – Яблочков и Лодыгин. А также объявлялось, что «первая публичная демонстрация долго ожидаемого электрического света Эдисона… должна состояться под Новый год в Менло-Парке, причем последний будет освещен этим новым светом… Ученые и весь цивилизованный мир с нетерпением ожидают результатов этого вечера».

И разгорелся небывалый скандал. Эдисону никто не поверил. Эксперименты с лампами накаливания велись в режиме строгой секретности. Эдисон опасался утечки информации. Поэтому новость о лампе накаливания свалилась на американцев, как снег на голову.

31 декабря 1879 года из Нью-Йорка в Менло-Парк вышли несколько поездов, на которых к особняку Эдисона прибыли около 3 тысяч человек – журналистов, инженеров из различных компаний, бизнесменов, политиков, общественных деятелей. Над Менло-парком светились 700 электрических ламп. Гостей по лабораториям водил сам Эдисон. Многие из приехавших были поражены его молодостью.

Дав гостям полную свободу, Эдисон, однако, предостерёг их заходить в помещение, где работала «Мэри-Энн», динамо-машина, дававшая ток всему этому великолепию. И всё же нашлись смельчаки, заглянувшие в святая святых. В результате у одного господина от сильного магнитного воздействия встали часы, а у некой леди из волос выскочили все металлические шпильки.

Триумф был абсолютно полным.

52. Эдисоновская компания электрического освещения

А потом настало время работы по совершенствованию ламп. Проблема заключалась в том, что хлопчатобумажная нить служила в среднем около 40 часов. И это было слишком расточительно – каждая лампочка обходилась при мелкосерийном производстве в доллар с четвертью. Нужно было найти более долговечный материал, который был бы пригоден для применения в промышленном производстве электроламп.

И Эдисон приступил к широкомасштабным экспериментам с растительными волокнами. Он направил своих сотрудников во все концы Земли – в Индию, Африку, Латинскую Америку, дав им полный список всевозможных растений, образцы которых они должны были привезти.

Всего Эдисоном было испытано 6 тысяч образцов материала для нити накаливания. Лучшим оказался японский бамбук. Стоимость экспериментов зашкалила за 100 тысяч долларов.

А потом Эдисон приступил к решению ещё более масштабной задачи. Лампа накаливания, дающая электрический свет? Она ничего не стоит без системы электрического освещения и – смотри шире – системы электроснабжения, источников энергии, то есть динамо-машин, электрических моторов, которые приводили бы в движение механизмы, инструмент, бытовую технику. И всё это, включая выключатели, систему распределения, счётчики потребляемой энергии, предохранители нужно было ещё изобрести.

Специально для этих целей в 1878 году была открыта Эдисоновская компания электрического освещения. Её офис располагался в Нью-Йорке на Пятой авеню, дом 65.

53. От демонстрации к производству и… обратно

Развив кипучую изыскательскую деятельность, Эдисон не забывал и о делах сугубо практических. Мало изобрести лампу, надо её ещё сделать товаром массового спроса.

Первую фабрику по производству ламп накаливания Эдисон открыл прямо в Менло-Парке, поручи управление ею своему соратнику и помощнику Элтону.

Слово самому Эдисону.

«В первом году электрические лампы стоили нам около 1 доллара 10 центов каждая. Мы продавали их по 40 центов, но их было выпущено всего 20 или 30 тысяч. В следующем году лампочка стоила нам около 70 центов, а мы продавали ее за 40 центов. В этом году было сделано много ламп, и мы потеряли денег больше, чем в первом году. В третьем году нам удалось получить машину и изменить процесс производства таким образом, что стоимость лампочки понизилась в среднем до 50 центов. Я продолжал продавать их по 40 центов и потерял еще больше денег в этом году, чем в предыдущие годы, так как продажа ламп все увеличивалась. На четвертом году я снизил себестоимость до 37 центов и в один этот год вернул все деньги, которые я раньше потерял. В конце концов я снизил себестоимость до 22 центов, а продавал их по 40 центов. Изготовлялись лампы миллионами. И тогда биржа решила, что это очень выгодное дело, и купила его».

Ни дать, ни взять настоящая «капиталистическая акула»… Но при этом на протяжение четырёх лет Томас Эдисон почти ежевечерне принимал в офисе своей электрической компании в Нью-Йорке всех, кого интересовала электротехника. И показывал, рассказывал, объяснял.