Рождение эфира: история отцов-создателей телевидения
Когда немецкий физик Фердинанд Браун в 1897 году опубликовал чертёж первого осциллографа, он не мог предположить, что всю вторую половину следующего столетия миллиарды людей будут всматриваться в изображения, формируемые электронным лучом в потомках трубки Брауна — кинескопах. Свою трубку, созданную для демонстрации изменения силы тока, нобелевский лауреат Фердинанд Браун, патентовать не стал — ведь это было научное пособие.
Благодаря этому трубку Брауна стали использовать для своих исследований учёные во всём мире, улучшая и изменяя её. В Санкт-Петербурге профессор Борис Розинг, наблюдая за замысловатыми узорами сложных фигур Лиссажу на экране своего осциллографа, увидел, что электронно-лучевую трубку можно использовать для создания изображений. А если такую трубку подключить к радиоприёмнику — получим телевизионную систему. (Кстати, термин «телевидение» ввёл в научный обиход русский военный инженер Константин Перский, зачитавший 24 августа 1900 года в Париже на IV Международном электротехническом конгрессе, свой доклад «Телевидение как электрическое кино».)
Для реализации своей идеи Борис Розинг усовершенствовал трубку Брауна: если немецкий физик отклонял луч с помощью конденсаторов, то Розинг обнаружил, что для этих целей эффективнее использовать магнитное поле. В его трубке лучи отклонялись полем электро-магнитных катушек. Ещё одно важное нововведение, сделанное русским инженером — изменение количества электронов, падающих на экран в зависимости от яркости источника. Простое решение из конденсатора и диафрагмы позволило передавать полутоновые изображения, что сделало системы настоящим прообразом современного телевидения.
Заявку на патент Борис Розинг подал 25 июля 1907 года (соответствующая привилегия была выдана ему 30 октября 1910 года). А уже 9 мая 1911 года Розинг демонстрировал свою телевизионную систему на заседании технического общества Санкт-Петербурга. Все собравшиеся наблюдали, как на экране видоизменённой трубки Брауна появляется изображение решётки из четырёх полос.
Среди студентов, которых Борис Розинг смог увлечь идеей передачи изображения с помощью радиосигналов, был Владимир Зворыкин, именно он ассистировал профессору во время первой демонстрации.
В начале ХХ века (вплоть до 30-х годов) большинство исследователей, занимающихся вопросом передачи изображения на расстояние, разрабатывали механическое телевидение. Для развёртки изображения использовался диск Нипкова (немец Пауль Нипков, изобрёл его в 1884 году). Вращающийся диск с одинаковыми отверстиями, расположенными на равном угловом расстоянии друг от друга по спирали, служил для разделения изображения на отдельные элементы. При этом размер экрана механического телевизора не превышал спичечный коробок. Инженеры старались усовершенствовать устройство этой машины, и их старания получали достаточное финансирование, ведь крупные радиокомпании в США и других странах начали строить телевышки в ожидании телевизионного бума.
Однако Розинг считал механическое телевидение тупиковой веткой, он был уверен, что необходимо удалить все инерционные детали из схемы: «Катодный пучок есть именно то идеальное безынертное перо, которому самой природой уготовано место в аппарате получения в электрическом телескопе».
Эти идеи воплотить в реальность смог ученик Розинга — Владимир Зворыкин. Но Первая мировая война отвлекла учёных от их исследований в области телевидения. Зворыкин после революции, во время Гражданской войны оказался в Сибири, захваченной белочехами. Из Омска, Владимир Зворыкин, работавший на Сибирское правительство, отправился в Архангельск, оттуда в Лондон и далее в США. Из Америки он ещё один раз вернулся в Омск, уже к адмиралу Колчаку, провозгласившему себя Императором. Получив ещё одно задание от правительства Колчака, Зворыкин отправился в Нью-Йорк. Откуда уже не возвращался.
В Питсбурге Владимир Зворыкин устроился работать в фирму Westinghouse Electric Corporation (к тому самому Вестингхаузу, с которым Никола Тесла строил электростанцию на Ниагарском водопаде). Отношения с Westinghouse у Зворыкина сложились не сразу. Сперва ему доверили лишь работу по созданию ламп Брауна. Такое положение вещей не устроило русского инженера, и он переехал в Канзас Сити, где стал успешно продавать радиоприёмники, собранные им лично дома. Через некоторое время он вернулся в Westinghouse, договорившись на этот раз о работе в исследовательской лаборатории, где продолжил разработку своей телевизионной системы. В итоге 29 декабря 1923 года Зворыкин подаёт заявку на патент на свою телесистему, построенную на принципах, изложенных Борисом Розингом, правда в своих трубках он заменил магнитную фокусировку луча электростатическим.
С первого раза разработка Зворыкина не произвела впечатления на вице-президента Westinghouse, посоветовавшего найти для русского инженера занятие, которое будет полезно компании. Но, на счастье Зворыкина и миллиардов будущих телезрителей, Westinghouse Electric была связана коммерческим соглашением с Radio Corporation of America (RCA) и General Electric, согласно которому стратегия дальнейшего развития радио и телевидения могла определяться только общим решением совета директоров трёх компаний. Вице-президентом RCA, которая была больше всех заинтересована в развитии телевидения, был ещё один выходец из России — Давид Сарнов. С его подачи Зворыкина отправили в командировку, посмотреть, что творится в этой сфере в Старом Свете. В Европе в то время шотландский инженер Джон Бэрд уже сделал установку цветного механического телевидения (в своей разработке он опирался на выкупленный им в начале века патент Александра Полумордвинова).
Вернувшись из своей поездки, Владимир Зворыкин встретился с Давидом Сарновым и убедил его в перспективности именно электронного телевидения. Зворыкин пообещал, что если ему дадут трёх-четырёх квалифицированных помощников и сто тысяч долларов (эквивалентно 200 автомобилям A-model Ford Tudor), то через два года он сможет предоставить работающую систему электронного телевидения.
Как оказалось, для реализации его идей Зворыкину потребовалось всего лишь полгода. 17 августа 1929 года он устроил демонстрацию своего иконоскопа и кинескопа перед руководством и специалистами RCA и General Electric. Демонстрация была успешной и впечатлила всех собравшихся. Было решено выпустить опытную партию из шести телевизионных приёмников Зворыкина. При этом Давид Сарнов поставил перед ним задачу к 1931 году превратить «лабораторный прибор» в устройство, которое будет полностью готово для массового производства. В итоге вместо затребованных ста тысяч долларов на доведение опытной установки до промышленного образца было потрачено около 50 миллионов.
Тем временем в Советской России исследования продолжались в двух направлениях: часть учёных работали над механическим телевидением, а часть энтузиастов продолжали исследования в области электронного телевидения.
В 1923 году Борис Розинг выпустил большую монографию «Электрическая телескопия (видение на расстоянии). Ближайшие задачи и достижения». Данная книга возродила интерес к электронному телевидению среди исследователей во всём мире, несмотря на то что механическое телевидение продолжало довлеть и забирать основное финансирование себе. Особенно много работ в этой области провели немцы в период с 1925 по 1932 годы. Однако, они выбрали ложный путь: пытались улучшить телевизионные трубки с газовой фокусировкой, в то время, как вакуумные трубки позволяли достичь лучшего качества изображения.
9 ноября 1925 г. в Комитет по делам изобретений поступила заявка от команды Бориса Грабовского на первую в СССР полностью электронную ТВ систему. Летом 1928 в Ташкенте была проведена серия успешных испытаний разработанной системы, которую создатели именовали «телефотом». В том же году был получен патент № 5592.
В 1927 году в журнале «Радиолюбитель» вышла статья, в которой рассказывалось о системе механического телевидения по схеме Льва Термена (более известного публике, как создатель терменвокса). Размеры экрана его телевизора по тем временам были впечатляющими: 150 на 150 сантиметров. Его изобретение, после доработки, хотели использовать для скрытого наблюдения на границе. Но, как часто бывает, не хватило на это ни средств, ни времени. А сам Термен по заданию государственного политического управления при НКВД (ОГПУ) — отправился работать в США.
24 сентября 1931 года выпускник Бауманки Семён Катаев решил запатентовать своё «устройство для передачи движущихся изображений». В заявке на патент был описан принцип и приведена схема передающей телевизионной трубки с накоплением зарядов и мозаичной мишенью. Авторское свидетельство № 29865 было опубликовано 29 апреля 1933 года. В разработанном Катаевым устройстве впервые в мире использовалось явление эмиссии вторичных электронов. Зворыкин подал заявку на аналогичное улучшение лишь спустя 51 день после Катаева. В кинескопах Катаева, в отличие от Зворыкина, использовалась магнитная фокусировка луча, что давало массу преимуществ. Однако изобретение Катаева также не было принято «на вооружение», хотя сам Семён Катаев отправился участвовать в военных разработках, поэтому его научное наследие не доступно для ознакомления широкой публике.
В 1931 году газета «Известия» заявила: «С 1 октября 1931 г. в Москве впервые в СССР, начинаются регулярные передачи движущихся изображений (телевидения) по радио. Передачи организованы Московским радиовещательным узлом Народного комиссариата почт и телеграфов СССР под руководством Всесоюзного электротехнического института и будут происходить через радиостанцию Московского совета профсоюзов (волна 379 м) ежедневно с 24.00 до 0.30 мин…». Это был триумф (временный) механического телевидения. В то время выпускались телевизоры Б-2 (было выпущено несколько тысяч штук), к тому же среди радиолюбителей распространялись схемы, как сделать механический телевизор своими руками. Одно из преимуществ механического телевидения — распространение сигнала в метровом диапазоне — позволяло вещать из Москвы практически на всю страну. Это было одним из главных факторов почему «механикам» (на тот момент) удалось победить «электронщиков», ведь электронное телевидение использовало УКВ диапазон, а значит было пространственно сильно ограничено.
Регулярное вещание ВВС, с использованием механической схемы, началось в 1936 году. Первый всплеск телебума в США тоже был механическим. На 1931 год Федеральная комиссия связи насчитала 21 телестанцию по всем штатам.
Однако, когда в 1929 году New York Times помещает в своём воскресном выпуске фотографию Зворыкина с кинескопом в руках (после его успешной демонстрации своего изобретения), а также пространное интервью с ним — приоритеты изменились.
В 1933 году Зворыкин едет в Россию и выступает с лекциями в Ленинграде и в Москве. Во время своего визита он познакомился и подружился с Катаевым. Затем в Ленинграде он встретился с физиком Кубецким, который продемонстрировал Зворыкину свою новую разработку — многокаскадные электронные умножители. Зарисовав схему, Владимир Зворыкин, по возвращении в США подаёт заявку на изобретение электронного умножителя.
Пока Зворыкин обменивается с советскими учёными опытом, RCA заключает контракт с Наркоматом электропромышленности. Согласно этому контракту, в Московском телецентре на Шаболовке была установлена аппаратура компании RCA, а ленинградский завод им. Козицкого начал выпуск телевизоров ТК-1 по американской документации. Размер экрана кинескопа ТК-1 был 14×18 см. С 1938 по 1941 год было выпущено 2000 телевизоров этой марки.
Британия и Германия также выкупили у RCA лицензию. Трансляция Олимпиады 1936 года велась с помощью иконоскопа Зворыкина.
Вторая мировая война внесла корректировки в развитие телевидения. Все научные кадры были брошены для решения более насущных задач, а вещание телестудий прекращено. Владимир Зворыкин занялся разработкой систем наведения для ракет и приборов ночного видения для армии США.
Несмотря на эти заслуги с 1943 года Владимир Зворыкин, полковник армии США, попадает под пристальное наблюдение ФБР, потому что он — русский. Лишь личное знакомство Давида Сарнова с директором ФБР Гувером, позволило снять все подозрения в отношении Зворыкина и то лишь в 1946 году.
После войны во всём мире начался настоящий бум телевидения. Однако Владимир Зворыкин уже не имел к нему никакого отношения. Он лишь дал возможность передавать движущиеся картинки на расстояние.
Давид Сарнов спас Владимира Зворыкина от «охоты на ведьм» в эпоху маккартизма, что позволило русскому инженеру продолжить свою карьеру в RCA. В 1947 году он с поста исполнительного директора лаборатории перешёл на должность вице-президента RCA. В 1954 году Владимир Зворыкин ушёл в отставку с поста вице-президента RCA (по возрасту) и стал заниматься развитием медицинской электроники при Институте Рокфеллера в Нью-Йорке. В конце 50-х он был одним из создателей «радиопилюли». А насчёт своего первого и основного детища — телевидения — Зворыкин старался особенно не распространяться, считая самой лучшей деталью телевизора — выключатель.