СОЗДАНИЕ А. С. ПОПОВЫМ "ПРИБОРА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И РЕГИСТРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ"
После первых сообщений в печати об открытии Герцем электромагнитных волн одним из многих ученых, заинтересовавшихся новым явлением, был преподаватель физики Минного офицерского класса в Кронштадте А.С. Попов. Он стал воспроизводить опыты Герца сперва в читаемом им курсе физики, а затем с целью применения волн Герца для беспроводной сигнализации на расстоянии. По-видимому, эта мысль сформировалась у него в начале 90-х годов. Н.Н. Георгиевский, ряд лет проработавший ассистентом А.С. Попова, впоследствии вспоминал, что "еще до 1891 г. А.С. Попов в тесном кругу близких ему лиц высказывал мысль о возможности использовать лучи Герца для передачи сигналов на расстояние" [101, с. 183]. Идея о практическом применении электромагнитных волн вполне естественно и логично приняла у А. С. Попова форму четко сформулированной технической задачи - разработать средство беспроводной связи.
Александр Степанович Попов (1859-1906)
В период обучения А.С. Попова в Петербургском университете преподавание физики, поставленное профессором Ф.Ф. Петрушевским на уровень передовой науки того времени, вели молодые педагоги, ставшие впоследствии видными учеными, - И.И. Боргман и О.Д. Хвольсон. Они были сторонниками новых представлений об электромагнетизме, пропагандировали учение Фарадея-Максвелла. Эти научные взгляды были глубоко восприняты А.С. Поповым: к окончанию университета он подготовил кандидатскую диссертацию "О принципах магнито- и динамоэлектрических машин постоянного тока".
В 1883 г. Попов занял должность преподавателя физики Минного офицерского класса, располагавшего в отличие от университета лучшим физическим кабинетом, хорошо оснащенным приборами, обладавшего обширной библиотекой, которая постоянно пополнялась новинками литературы в России, где наряду с теоретическими исследованиями проводились работы по внедрению достижений электротехники в морскую практику.
Хорошая научная подготовка, глубокая эрудиция в новейшей физике и благоприятные условия для экспериментальной работы позволили А. С. Попову в 1894-1895 гг. подойти к выдающемуся изобретению - радиосвязи.
Чтобы понять логику прихода А.С. Попова к мысли о применении электромагнитных волн для беспроводной связи и правильно оценить исторические события того времени, следует иметь в виду три обстоятельства. Во-первых, А.С. Попов как сотрудник военно-морского технического учебного заведения прекрасно понимал, что именно флот в первую очередь испытывает нужду в беспроводном средстве связи, что существующие методы визуальной сигнализации не всегда эффективны, а посредством электрической индукции не удалось обеспечить нужных расстояний. Во-вторых, творчески изучив работы Герца и его последователей, он убедился, что именно открытие Герца дает принципиальные возможности для решения задачи беспроводной связи. Весьма характерно, что А.С. Попов, как и Герц, хорошо осознал, что для возникновения электромагнитных волн и их распространения в пространстве необходимы электромагнитные колебания достаточно высоких частот. Герц для этого воспользовался искровым возбуждением колебательных контуров ультравысоких частот разработанного им типа - "электрическими вибраторами". В-третьих, из многочисленных опытов с электромагнитными волнами А.С. Попов хорошо представлял (и это определяло исходные позиции его дальнейших работ), что основные принципиальные элементы, с помощью которых можно производить беспроводную сигнализацию на электромагнитных волнах, уже существуют: созданы Герцем и его последователями. Но предстояла трудная задача усовершенствовать их и приспособить для конкретных практических целей - для связи. Поэтому Попов занялся планомерными и настойчивыми поисками технических решений для создания беспроводного средства морской связи.
Надо сказать, что обстановка в Минном офицерском классе способствовала этим поискам. Благоприятствовали этому творческая инициатива, глубокое проникновение в сущность научных явлений и вместе с тем стремление применить новые открытия на практике, характерные для русской электротехнической науки конца XIX в., прославившейся многими известными именами ученых и изобретателей. Высокому уровню научного знания соответствовал и уровень электротехнического образования в русских учебных заведениях. Минный офицерский класс в Кронштадте был в этом отношении в числе передовых. Это учебное заведение, призванное готовить для флота специалистов минного дела и руководящий офицерский технический состав, играло в русской науке более важную роль, чем требовали нужды флота. В его стенах, кроме учебного процесса, велись также серьезные научные исследования и разрабатывались новые образцы техники. Минный класс давал флоту и промышленности России квалифицированных электриков, хорошо подготовленных механиков [54].
Анализируя те средства, которыми уже располагала наука, А.С. Попов убедился, что в качестве источника электромагнитных волн для передачи сигналов на расстояние вполне пригоден генератор, использованный Герцем, "вибратор Герца" или его модификации, например предложенные А. Риги, О. Лоджем и др. Вибратор Герца был прост, а работал достаточно надежно и устойчиво. В процессе физических опытов А.С. Попов убедился, что его можно использовать для сигнализации, если с помощью любого включателя (например, телеграфного ключа) первичную обмотку индукционной катушки присоединять к источнику питания в соответствии с кодом передаваемого сигнала.
Столь же очевидным для Попова было и то, что главные условия в экспериментальной работе должны быть направлены на создание надежного и устойчиво работающего индикатора электромагнитных волн. Лабораторные приборы, индикаторы электромагнитных волн, примененные Э. Бранли и О. Лоджем, были, конечно, значительно удобнее, чем резонатор Г. Герца. Тем не менее они в их тогдашнем виде еще не могли быть использованы для выполнения целей связи. Встряхивание трубочки "радиокондуктора" Бранли для приведения его в чувствительное состояние производилось вручную в произвольные моменты времени. В когерере О. Лоджа встряхивание происходило по "жестокой программе" механическим устройством. В обоих случаях прием сигнала в промежутки времени между предшествующим срабатыванием и последующим встряхиванием был невозможен. Кроме того, и это, пожалуй, главное, - радиокондуктор Бранли и когерер Лоджа были весьма несовершенны, имели низкую чувствительность и нестабильность параметров и срабатывали ненадежно, далеко не от каждого электромагнитного сигнала.
А.С. Попову пришла идея связать моменты встряхивания когерера с приходом посылок электромагнитных волн. Это была мысль автоматизировать работу когерера, чтобы приходящая электромагнитная волна приводила бы к восстановлению его чувствительности. Так родился принцип автоматического "декогерирования".