Томас Альва Эдисон | ТМ 1938-05

Доцент Б. ЧЕРНОМОРДИК

— Итак, все твои дела в Бостоне окончились неудачей?

— Да, Франклин, но я не падаю духом.

— А твой аппарат для подсчета голосов членов парламента?

— Председатель парламентской комиссии сказал мне: «Молодой человек, если существует на свете изобретение, которое нам менее всего нужно, то это именно ваше!»

— Не унывай, Аль! Будущее за нами!

Наступал уже вечер, когда двое беседующих юношей подошли к высокому дому, на дверях которого висела вывеска: «Акционерное общество по изготовлению механических аппаратов системы д-ра Лоу». Один из собеседников был телеграфист Томас Альва Эдисон. Он приехал в Нью-Йорк лишь два дня тому назад в поисках удачи и работы, гоняясь за которыми он уже объездил столько городов, что сам себя в шутку называл «странствующим телеграфистом». Уже к этому времени Эдисон увлекался химией и электротехникой. Научные статьи Фарадея о законах электромагнитной индукции вперемежку с только что начавшими выходить романами Жюля Верна возбуждали пытливость юноши и его стремление к изобретательству. Однако первые опыты не принесли ему ничего, кроме неприятностей по службе. Эдисон приехал в Нью-Йорк без работы и без денег. Его старый сослуживец Франклин Поп решил прийти на помощь другу, очутившемуся в беде. Пока эта помощь ограничивалась одним долларом и устройством ночлега в конторе доктора Лоу, где у Франклина были знакомые.

Эдисон уже ночевал в конторе Лоу в первый день своего приезда и успел ознакомиться с его аппаратом, действие которого было построено на принципе телеграфа. Аппарат Лоу служил для централизованной сигнализации цен на золото, которое было в то время основным объектом спекуляций нью-йоркской биржи. Сигнализирующие приборы были установлены во всех маклерских конторах Нью-Йорка и во многих витринах шумной Уолл-стрит, на которой были сосредоточены все банковские предприятия города.

24 сентября 1869 г. — день, с которого мы начали свой рассказ, — вся улица около конторы доктора Лоу была запружена шумной толпой взволнованных людей, пытавшихся проникнуть в помещение.

Друзья в недоумении посмотрели друг на друга. Что произошло? С большим трудом они пробрались в самую гущу толпы. Из обрывков фраз и криков они скоро поняли, что происходит у дверей доктора. Аппарат Лоу испортился! Ни один из трехсот приборов, установленных на письменных столах вершителей судеб Уолл-стрит, не работал. Это было тем более некстати, что с утра на бирже началась бешеная спекуляция золотом, организованная, как это после выяснилось, железнодорожным «королем» Джеем Гульдом. Цены на золото менялись каждую минуту, и как раз в этот момент, когда четкая работа передатчика Лоу была так необходима, вся централизованная система отказалась действовать.

— Лоу нарочно заставил замолчать свои приборы! — кричали в толпе. — Ни одна маклерская контора не получает сегодня телеграмм о золотом курсе! Мы выведем этого мошенника на чистую воду!

— Подожди меня, Франклин. Я проберусь туда и что-нибудь придумаю, — шепнул Эдисон своему другу и бросился к двери конторы.

Через несколько минут он уже стоял перед бледным и испуганным Лоу, который, ломая руки, бегал по своему кабинету. Фирме грозил не только крах, но и немедленный разгром, который могла учинить взбесившаяся толпа биржевых дельцов.

— Я могу исправить всю вашу сигнализацию в течение часа, — сказал Эдисон.

Вместо ответа Лоу схватил за руку молодого незнакомца и потащил его в комнату, где стояли передаточный аппарат и батареи.

Через 40 минут на витринах появились первые показания приборов с курсом золота, который успел уже за это время сильно измениться. Толпа начала понемногу расходиться, инцидент был исчерпан.

Итак, третий день пребывания Эдисона в Нью-Йорке закончился удачей. С тех пор удача уже редко покидала его. Лоу предложил Эдисону выгодное место у себя в конторе, но молодой Томас стремился к самостоятельности. Вознаграждение, полученное от Лоу, и кое-какие средства Франклина и его товарищей составили небольшую, но достаточную для начала сумму, и вскоре в газетах появилось сообщение об организации новой электротехнической конторы «Поп, Эдисон и компания». Под этим громким названием скрывалась более чем скромная мастерская, в которой Эдисон и его компаньоны возились с утра до ночи.

До приезда в Нью-Йорк Эдисон несколько лет работал телеграфистом. Может быть, этим объясняется то, что его первые работы целиком относились к области телеграфа. Сделав некоторые усовершенствования в аппарате Лоу, Эдисон перешел к работе над банковским телеграфом-тиккером, внеся ряд дополнений и усовершенствований в существующие модели. Биржевые тиккеры в то время были широко распространены между дельцами. Они передавали бюллетени и сводку курсов на ценные бумаги.

Придав этому прибору современный вид, Эдисон решил возвратиться к работам в области телеграфа, которыми он уже занимался в Бостоне.

Банковский тиккер, усовершенствованный Эдисоном в 1869 г. Считается третьим по счету изобретением Эдисона.

В то время производительность телеграфа была резко ограничена. Самый опытный телеграфист не мог передать свыше 30—40 слов в минуту. Многочисленные попытки изобретателей найти способ передавать по одному проводу сразу несколько депеш не увенчались успехом. Эту проблему так называемой «дуплексной передачи» и разрешил окончательно Эдисон в своей нью-йоркской конторе. Схема, предложенная Эдисоном, позволяла одновременно принимать и посылать телеграммы, пользуясь при этом одним проводом.

Это было замечательное изобретение. Но Эдисон на нем не остановился. Применив несколько более сложную схему, он добился осуществления квадродуплекса, т. е. возможности принимать и посылать по две телеграммы в обе стороны одновременно. Таким образом производительность телеграфной линии увеличивалась в четыре раза.

После изобретения квадродуплексной и дуплексной систем Эдисон приобрел широкую известность среди технических и деловых кругов Америки. В течение 1873—1876 гг. Эдисон получил 45 патентов на изобретения, среди которых особое место занимает копировальный станок-мимеограф, являющийся прототипом современной ротационной машины, и усовершенствования, внесенные в пишущую машинку, известную впоследствии под маркой фирмы «Ремингтон».

К этому времени сын бедного иммигранта-фермера, с 12 лет начавший жить самостоятельным трудом, бывший продавец газет и телеграфист Томас Альва Эдисон окончательно становится признанным изобретателем, обладающим обширными техническими знаниями и горячо любящим свое дело. Однако в Нью-Арке (близ Нью-Йорка), где он проводил все свое время, работая по 18—19 часов в сутки, Эдисону приходилось часто отрываться от своих исследований, так как многочисленные деловые посещения мешали ему целиком отдаваться своим опытам. Это побудило Эдисона перебраться в небольшую деревушку Менло-парк, расположенную в 38 км от Нью-Йорка. В 1876 г. Эдисон окончательно перебросил свои лаборатории в Менло-парк, где он провел самое плодотворное десятилетие своей жизни. На новое место Эдисон ехал не один — его сопровождала молодая жена, бывшая работница его мастерской Мэри Стиллвелл.

Двенадцатилетний Эдисон продавал газеты и фрукты пассажирам в вагонах железной дороги.

В один из февральских дней 1876 г., когда Эдисон еще заканчивал переброску мастерских в Менло-парк, в Вашингтонское бюро патентов пришел молодой человек по имени Грейам Белл и сделал заявку на прибор «для передачи по телеграфу голосовых звуков человеческой речи». Двумя часами позже в Патентное бюро зашел некто Элиши Грей и сделал заявку на такой же прибор. Это стечение обстоятельств было вполне достаточным для того, чтобы имена Грея и Белла начали утомительное путешествие по американским судам, которое закончилось лишь в 1888 г. признанием приоритета Белла.

Внутренний вид лаборатории Эдисона в Менло-парке.

Действие прибора Белла было основано на явлении индукции, открытом Михаилом Фарадеем еще в 1831 г. Позади тонкой металлической пластинки-диафрагмы в телефоне Белла, помещался подковообразный магнит с проволочной обмоткой. При колебании диафрагмы магнитное поле изменялось, и в обмотке возбуждался индукционный ток, который на другом конце проволоки приводил в движение подобную же диафрагму, заставляя ее в точности повторять колебания пластинки первого прибора. Однако сила возникающих при этом токе была так ничтожна, что о передаче их на далекое расстояние не могло быть и речи. Белл и Грей решили использовать колебания диафрагмы лишь в качестве преобразователя тока из постоянного в пульсирующий, включив в сеть своих установок аккумуляторные батареи. Но и это усовершенствование не дало желаемых результатов. Тогда общество «Вестер Юнион», купившее патенты Белла, обратилось к Эдисону с предложением усовершенствовать телефон, сделав его пригодным для промышленной эксплуатации.

К этому времени переезд был уже закончен, и Эдисон энергично взялся за новую работу. Телефон был первой проблемой, поставленной в Менло-парке.

Для того чтобы заставить аппарат Белла заговорить внятно и громко, Эдисону пришлось внести в него много нового и оригинального. При этом Эдисон использовал одну интересную особенность угля. Зерна угольного порошка, включенные в электрическую цепь, изменяют сопротивление при давлении на них. На этом и было основано устройство передаточного аппарата — микрофона. В небольшую коробочку насыпаются угольные зерна, прижатые сверху тонкой металлической пластинкой. Под влиянием звуковых волн, действующих на мембрану, угольные зерна сжимаются, и сопротивление в цепи падает. Таким образом сила тока изменяется пропорционально силе звука, передающегося телефоном. Ток низкого напряжения, применяющийся при этом, направляется в первичную обмотку индукционной катушки. В линию передачи поступают уже индуктированные токи высокого напряжения, что позволяет поддерживать связь на больших расстояниях, недоступных аппаратам Белла. Свойство угля изменять свое сопротивление было использовано Эдисоном в еще нескольких приборах, из которых наиболее интересен тазиметр, служащий для измерения самых незначительных колебаний температур на расстоянии.

Мегафон — прибор для передачи звука на далекие расстояния, установленный на балконе лаборатории в Менло-парке. Иллюстрация из современного американского журнала.

Один из первых громкоговорящих телефонов Эдисона.

Работая долгое время над передачей звука на расстоянии и преобразованием механической энергии звуковых колебаний в электрическую и обратно, Эдисон пришел к мысли о том, что можно механически записать человеческую речь. В этом деле у Эдисона не было ни помощников, ни предшественников. Даже самые близкие сотрудники его лаборатории не знали, над чем работает «старик» (так называли Эдисона в Менло-парке), когда целыми вечерами сидит за какими-то чертежами. Скоро механик лаборатории Крузи получил задание сконструировать прибор, назначение которого было не совсем понятно. Когда прибор был готов, Крузи поинтересовался, для чего может служить эта несложная комбинация дисков и валиков.

— Это аппарат для записывания человеческого голоса, — ответил Эдисон.

— Абсурд! Вы, конечно, шутите? — отвечал Крузи.

Прибор, изготовленный по указанию Эдисона, представлял собой латунный цилиндр, наглухо насаженный на длинный винт. На поверхности латунного цилиндра была сделана спиральная канавка, покрытая сверху листом оловянной фольги. При повороте винта цилиндр вращался, одновременно передвигаясь в сторону. Сбоку цилиндра помещалась деталь, напоминающая телефонную мембрану, к нижней части которой была прикреплена игла, касающаяся поверхности фольги. Трудно было поверить в магическую силу этой простой конструкции.

По этой грубой схеме, нарисованной Эдисоном, механик Джон Крузи изготовил первый фонограф.

Сотрудники лаборатории с любопытством обступили прибор.

— Ну, чтобы продиктовать этой коробке? — спросил Эдисон.

— Спойте ей про Мэри, — шутя ответил Крузи.

И Эдисон, приблизившись к мембране и медленно вращая винт, неуверенным голосом пропел популярную песенку о Мэри, у которой была овечка. Кончалась песенка громким и раскатистым «ха-ха-ха!»

Игла, прикрепленная к дрожащей мембране, оставляла на оловянной фольге неглубокий и колеблющийся след.

Затем барабан был поставлен в исходное положение, и Крузи начал вращать ручку винта с такой же скоростью, как и Эдисон. Игла коснулась только что оставленного следа на оловянной бумаге, и мембрана повторила песенку о Мэри, причем все узнали голос Эдисона.

— Ха-ха-ха! — совершенно явственно произнес прибор.

Иллюстрация из нью-йоркской газеты, появившаяся после изобретения фонографа. Наверху изображен лист оловянной фольги до и после записи звука. Там же слева —  рупор с мембраной и иглой, справа — труба для усиления звука. На остальных рисунках — фонограф, готовый к употреблению и воспроизводящий речь перед слушателями. Внизу: слева — запись речи, справа — закладка в фонограф нового листа оловянной фольги.

Так родился фонограф, а вместе с ним и мировая слава его автора. Появление нового изобретения сопровождалось настоящим триумфом. Сам Эдисон не ожидал такого успеха.

Изобретением фонографа Эдисон доказал всему миру, что он не только «архимедов талант», постоянно нуждающийся в точке опоры, но способен и на самостоятельное творчество. Однако следующая победа Эдисона относилась к числу работ, идеи которых принадлежали другим изобретателям. На этот раз «точка опоры» возникла в далекой и технически отсталой России.

Проблема электрического освещения уже давно «висела в воздухе». В Европе были хорошо известны работа русского изобретателя Яблочкова. Его электрическая «свеча» уже применялась дли уличного освещения в Лондоне и Париже. Она представляла собой комбинацию двух электродов, расположенных параллельно, так, что по мере сгорания электродов расстояние между ними не изменялось. Однако свеча Яблочкова страдала многими недостатками. По иному принципу решал проблему электрического освещения другой русский изобретатель, Лодыгин, первые опыты которого с вакуумными лампочками увенчались успехом.

Лампочка Лодыгина была устроена следующим образом: между массивными медными стержнями, помещенными в герметически закрытом стеклянном шаре, из которого выкачивался воздух, зажималась тонкая угольная палочка. При включении тока уголек сгорал за счет лишь того воздуха, который ввиду несовершенства вакуума оставался в корпусе лампы. Таким образом лампы Лодыгина горели в течение часа, давая освещение в 10— 20 свечей. Однако все это было кустарно и не имело широкого распространения.

Эдисон сразу подошел к задаче электрического освещения как к большой комплексной проблеме. Надо было добиться получения экономичного источника электрического тока, разработать систему проводки и детали арматуры, сделать пользование электричеством безопасным и т. д. Но, главное, надо было создать электрическую лампочку, способную гореть много часов подряд и конкурировать с газовым освещением.

С подлинно американским размахом Эдисон начал свои эксперименты. Конечно, Лодыгин, получивший от Академии наук премию в тысячу рублей и затем продолжавший дело за собственный страх и риск, не мог конкурировать с Эдисоном в этом отношении.

Первые наброски чертежей лампочки накаливания с собственноручными рисунками и пометками Эдисона.

Найти подходящий материал для волоска лампы было первой задачей. Платина была слишком дорога для массового употребления. Обугленные нити древесного происхождения быстро перегорали. Сотни опытов не приводили ни к чему.

Поиски совершенного материала для волоска лампы целиком поглотили всю лабораторию. Каждый новый материал, который мог быть использован для этой цели, тщательно исследовался. Картон, щелк, бумага, фибра, бамбук, целлулоид и десятки других веществ нескончаемой вереницей проходили под микроскопом Эдисона, открывая ему особенности строения своих волокон. Все вещества после изучения их микроструктуры обугливались и испытывались в лампах. Толстые дневники с подробными записями опытов заполняли одну полку за другой в рабочей библиотеке Менло-парка. Наконец Эдисон решил, что нить, изготовленная из волокна бамбука, обладает лучшими качествами, и тогда для его сотрудников начался самый трудный период деятельности.

Из всех многочисленных сортов бамбука, имеющихся в природе, решено было найти лучший, дающий наиболее стойкую и прочную нить. В поиски за этим лучшим сортом бамбука были посланы сотрудники лаборатории, которые разъехались по самым отдаленным уголкам земного шара. Из Китая и Японии, Флориды и Цейлона, Индии и Кубы начали приходить в Менло-парк посылки с различными видами растений. Борьба за лампочку накаливания шла развернутым фронтом, причем полем сражения являлся чуть ли не весь мир. Но успех пришел не сразу. Несмотря на хороший вакуум, достигнутый Эдисоном, лампочки горели по нескольку минут, после чего, печально мигнув, угасали навсегда. При помощи специальных насосов Эдисону удалось добиться вакуума почти в одну миллионную долю атмосферы, но и это не приводило к желаемым результатам.

Выход был найден случайно, когда в одну из бессонных ночей Эдисон, сидя по обыкновению за своим рабочим столом, рассеянно катал между пальцами кусок смолы, смешанный с угольным порошком, оставшимся в лаборатории в большом количестве после работы над телефоном. Случайно взглянув на получившуюся при этом нить, Эдисон решил испытать ее в лампе.

Опыт дал для начала хорошие результаты. Отныне все внимание работников Менло-Парка сосредоточилось на усовершенствовании метода изготовления и обугливания волоска. Работы продолжались с тем же напряжением и упорством.

Наконец 21 октября 1879 г. в лаборатории была изготовлена лампочка, которая не погасла через несколько минут после включения тока. Эдисон и его помощник Бэчлор сидели около своего детища, с тревогой ожидая трагического мигания волосков. Но час проходил за часом, а лампа по-прежнему освещала ровным светом высокие стены лаборатории. Взволнованные победой, они просидели всю ночь, но лампа продолжала гореть. Она горела и весь следующий день, и лишь через 48 часов после начала опыта, когда Эдисон увеличил напряжение в сети, лампочка оказалась побежденной.

Первая опытная лампочка накаливания, сконструированная Эдисоном. Хранится в Эдисоновском музее в Дирнборне.

Так или иначе проблема была решена; оставалось лишь закрепить за собой завоеванные позиции, устранить замеченные недостатки и двигаться вперед.

В патенте, взятом на электрическую лампочку 27 января 1880 г., Эдисон привел исчерпывающее описание внесенных усовершенствований и методов, которыми они были достигнуты.

«Целью настоящего изобретения, — говорилось в патенте, — является производство электрических ламп, дающих свет путем накаливания, причем лампы обладают высоким сопротивлением, что позволяет практически осуществить дробление света. Стремление прежних изобретателей было направлено к уменьшению сопротивления угольного стержня. Недостатком этого способа является то, что большое количество ламп, имеющих сопротивление от 1 до 4 ом, не может работать при параллельном включении без применения питающих проводов огромных размеров».

Говоря о «дроблении света», Эдисон имел в виду возможность питать большое количество лампочек одним источником электрического тока. В установках Яблочкова и других изобретателей до Эдисона каждую световую точку обслуживала специальная электрическая станция, состоящая из динамомашины и агрегата, приводящего ее в движение. Совершенно очевидно, что при такой системе электрическая лампочка не могла рассчитывать на широкое применение.

Покончив с получением работоспособной лампочки накаливания, Эдисон перешел к другим этапам той же проблемы освещения. В Менло-парке была построена динамомашина постоянного тока оригинальной конструкции, была разработана так называемая «трехпроводная система подводки тока», при которой достигалось до 62% экономии меди. В самый короткий срок были созданы десятки деталей арматуры, большинство которых сохранилось в употреблении до наших дней. Одновременно с этим Эдисон ввел новый способ прокладки линии передачи под землей, избавив этим современные города от опасности покрыться густой паутиной проводов, которые, несомненно, закрыли бы от нас солнце.

При постройке своей первой электростанции Эдисон предложил прокладывать всю проводку под землей в специальных трубах. Это предложение освободило современные города от целой сети проводов и огромного количества столбов, которые мешали уличному движению. На снимке — одна из улиц Нью-Йорка до и после прокладки проводов по методу Эдисона.

Победа была одержана нелегко. Целыми днями Эдисон не выходил из своей лаборатории. Только для того, чтобы подобрать материал волоска лампочки, потребовалось около 6 тыс. опытов! Победили гений Эдисона, правильная организация работ и железное упорство всех сотрудников Менло-парка.

Жизнь в Менло-парке была нарушена смертью первой жены Эдисона. После своей второй женитьбы на Минни Миллер, дочери известного фабриканта сельскохозяйственных машин, Эдисон покинул Менло-парк, лаборатории которого давно уже не соответствовали размаху его работ. В Вест-Оранже, куда Эдисон перебросил свои лаборатории и мастерские, были построены большие кирпичные здания, и «фабрика изобретений» вновь приступила к делу.

За 45 лет, с 1886 по 1931 г., проведенных здесь Эдисоном, было проделано огромное количество работ, изобретений и усовершенствований. Вращающиеся печи для обжига сырья в цементном производстве, кинематограф, говорящее кино (комбинация проекционного аппарата с фонографом), методика обогащения руд, щелочные аккумуляторы — вот лишь небольшая часть проблем, разработанных Эдисоном в Вест-Оранже.

Испытания эдисоновской динамомашины. Рисунок из журнала «Сайнтифик Америкен» от 18 октября 1879 г. Эта динамо-машина восстановлена в Эдисоновском музее в Дирнборне.

Биография ученого и изобретателя — это его труды. Больше всего это относится к Эдисону. Многие отрасли современной техники, прочно вошедшие в наш быт, носят следы более чем полувековой работы эдисоновского гения. Эта бесконечная способность к труду, упорство, система в работе и внутренняя организация являлись наиболее характерной особенностью Эдисона. Количество патентов, взятых Эдисоном, к концу его жизни достигало 3 тыс.

Последние годы Эдисона прошли в обстановке жестокого экономического кризиса. То, над чем он работал всю жизнь, было вдруг объявлено ненужным для человечества... Гениальный изобретатель, но плохой политик, Эдисон не сумел увидеть в этом кризисе рокового разрыва между техническим прогрессом и политикой капитализма, между ростом производительных сил и рамками капиталистической системы. Он пытался подавить растущую тревогу своим обычным, американским оптимизмом.

Не изобретать для Эдисона значило не жить. Слабеющий, больной, 84-летний Эдисон продолжал до самой смерти, наступившей в 1931 г., трудиться над получением синтетического каучука. Это была его последняя работа.