Михаил Пупин - От иммигранта к изобретателю

Переходя теперь по аналогии от движения материи к движению электричества, мы можем, образно говоря, заключить, что колебательное движение электричества будет передаваться от одного конца проводника к другому тем лучше, чем тяжелее это электричество, и чем меньше его сжатие, или, говоря обыкновенными словами, можно сказать, что чем выше кинетическая и эластическая реакции движущегося электричества, тем лучше будет передаваться по проволоке энергия его колебательного движения. Но это означает, что индуктивность проволоки должна быть как можно больше, а ее ёмкость — как можно меньше. Всё это было очевидно из работ Томсона и Кирхгофа за двадцать лет перед тем, как Ваши и Хевисайд начали работать над математической теорией телефонной трансмиссии. Эти два крупных математика имеют большую заслугу в их непреклонной защите индуктивности. Телефонные инженеры, в те времена, плохо разбирались в математической теории и общих принципах трансмиссии колебательных движений и были настроены скептически.

Проволочная спираль, намотанная на железный стержень, представляет собой первую картину в нашем представлении, когда мы слышим о только что упомянутой мной индуктивности. Если индуктивность увеличивает эффективность передачи телефонной линии, но вы не можете включить ее в линию в большом количестве, то само собой напрашивается предложение: включить как можно больше таких катушек в телефонную линию. Ваши попытался, но безуспешно. Пикернель, главный инженер отдела дальних линий Американской Телеграфной и Телефонной Компании, тоже попытался и также безуспешно. Хевисайд заключил, что, этот эксперимент не давал положительных результатов индуктивности. Я сделал попытку и нашел, что эксперимент давал весьма замечательные результаты в индуктивности, включаемой в сеть именно таким способом. Мне удалось это лишь потому, что я не делал догадок, а руководствовался математическим решением обобщенной проблемы Лагранжа. Что говорит это решение, когда оно применяется к электрическому движению по проволоке? Оно говорит следующее: включите ваши индуктивные катушки в телефонную линию на таких расстояниях друг от друга, чтобы для всех колебательных движений электричества, которые желают передать, было несколько катушек на каждую длину волны. В телефонной трансмиссии речи это означает одну катушку на каждые четыре или пять миль надземного провода и одну катушку на одну или две мили в телефонном кабеле. Такой провод согласно описанному выше общему физическому принципу передает значительно лучше. Чтобы иллюстрировать это аналогичным явлением из механики, мы можем сказать, что легкий шелковый шнур, подвешенный между двумя предметами и имеющий на равных расстояниях друг от друга тяжелые дробинки будет действовать как равномерно отяжеленный шнур для всех колебательных движений, длина волны которых охватывает несколько интервалов, разделяющих дробинки. Шнур будет передавать эти движения от одного конца к другому на много лучше, чем если бы этих дробинок не было. Этот простой эксперимент с дробинками и растянутым шнуром может быть легко испробован. Этот опыт прост, дешев и вполне убедителен, если вы даже и не знаете математических оснований этой проблемы. Этот простой эксперимент и занимал меня, когда я блуждал по зигзагам швейцарских дорог в 1894 году. Один профессор физики, который часто был научным консультантом телефонных компаний, имел такой шнур над столом своей аудитории для того, чтобы объяснять трансмиссию волнообразного движения с одного конца шнура к другому. Но он никогда не сделал из этого какого-нибудь заключения относительно зарядки телефонных линий индуктивными катушками. Когда я обратил его внимание на это явление и пошутил над ним, он сердился на свою неудачу, думая очевидно, что решение механической задачи и связанное с ней изобретение было делом счастья.

От этого простого аппарата до сложных электрических опытов, которые могли бы убедить непреклонных скептических телефонных инженеров, путь был долог. Самым тяжелым препятствием в этих опытах было то, что я не мог себе позволить большие денежные расходы, чтобы произвести все опыты на настоящих телефонных проводах. Было бы кроме того неблагоразумно открыть заинтересованным предпринимателям телефонных линий, действовавших на далекие расстояния, теорию, которую я еще экспериментально не проверил. Я должен был изобрести лабораторный аппарат, подобный телефонным линиям или кабелям большой длины, который позволил бы мне провести все необходимые эксперименты в лаборатории. Для этого потребовалось столько же размышлений, изобретательности и математических расчетов, сколько требовалось для решения обобщений задач Лагранжа.

Первую часть моих исследований я сообщил Американскому институту инженеров-электриков в марте 1899 года. Они касались лишь математической теории моего лабораторного аппарата. Я говорил в этом сообщении очень много о Лагранже, но не говорил прямо об изобретении. В октябре этого года мой приятель, доктор К.Т.Хатчинсон, сказал мне, что он подозревает в моем сообщении скрытое изобретение.

— Если вы это заметили, нужно полагать что заметили и другие, и сидят теперь в Патентном управлении, — сказал я.

— А вы разве не были там? — спросил Хатчинсон, глядя на меня как-то беспокойно.

И услышав мой отрицательный ответ, посмотрел на меня весьма озабоченно. Однако, когда я изъявил готовность сделать для некоторых его заказчиков проект телефонного кабеля между Нью-Йорком и Бостоном, гарантируя пользоваться при этом проволокой не больше обычных кабелей, могущих работать удовлетворительно на расстоянии всего лишь двадцати миль, Хатчинсон сделался серьезным и посоветовал мне получить патент, прежде чем начинать какую-нибудь работу. Под конец я последовал его совету и нужно сказать во-время. Оказалось были и другие, помимо Хатчинсона, кто поняли, что в моем сообщении Американскому институту инженеров электриков скрывалось изобретение, которого с нетерпением ждали телефонные инженеры со времени появления телефона. Это создало замешательство в Патентном управлении. Примерно через год после того как я подал прошение о выдаче патента, Американская телефонная и телеграфная компания приобрела мои американские патентные права и вознаградила меня очень щедро, заплатив мне столько, сколько я запросил. Мои друзья говорили мне, что я потребовал мало, но уроженцу Идвора доллар кажется значительно большим, чем уроженцу Нью-Йорка, который может быть живет по соседству с Морганом или Рокфеллером. Кроме того, мнение крупнейшей в мире телефонной организации, что мое решение обобщенной проблемы Лагранжа имеет очень важную техническую ценность, было для меня дороже всех денег на свете.