Один из предтечей

П.И. Бахметьев и его «телефотограф»

Первые проекты устройств для передачи изображения на расстояние стали создаваться, когда еще не существовало электростанций, а улицы городов освещались газовыми или керосиновыми фонарями. В числе этих предтечий современного телевидения был и Порфирий Иванович Бахметьев, первый русский ученый, который попытался от общих разговоров о дальновидении перейти к созданию устройств для передачи движущегося изображения на расстояние.

Вклад П.И. Бахметьева в мировую науку настолько значителен, а человеческая судьба его настолько ярка и драматична, что рано или поздно, я убежден в этом, о нем будут написаны десятки статей, исследований, романов. Настоящая же глава посвящена только одной работе ученого – истории создания проекта «телефотографа».

Мы не можем ограничиться только инженерными ее аспектами, а вынуждены хоть немного рассказать о жизненном пути ученого. Но будем касаться его биографии ровно настолько, насколько это необходимо, чтобы понять причины, по которым это его детище до сих пор не получило должного признания, чтобы прояснить связь этой работы с предыдущими и последующими научными открытиями и изобретениями.

Порфирий Бахметьев родился в 1860 году в селе Лопуховка Вольского уезда Саратовской губернии. Его родители были дворовыми людьми местного помещика, но освободились от крепостной зависимости еще до реформы 1861 года. Более того, отец ученого, став по счастливой случайности обладателем крупной суммы денег, покупает землю, небольшой винокуренный завод, а позже становится и купцом 2-й гильдии (сыновей купцов освобождали от солдатчины).

Первым учителем Бахметьева была его мать. Она пыталась дать образование всем своим сыновьям, но особенно много занималась воспитанием Порфирия. «Покойная, – писал брат ученого А.И. Бахметьев, – читала много книг, была развита, имела хорошую библиотеку и настаивала, чтобы сын не бросал образование на полупути» (Астраханский вестник, 1913, № 150).

Большую роль в воспитании сына сыграл и Иван Егорович. Он научил Порфирия всему, что умел сам: пахать, сеять, ковать лошадей, слесарить, работать на токарном станке, даже поварскому искусству. Незадолго до своей смерти ученый признавал в одном из интервью, что практические навыки, полученные им еще в деревне, умение все делать своими руками очень помогло в его научной работе (Вольская жизнь, 1913, 16 июня).

Вскоре П.И. Бахметьев начинает заниматься арифметикой и прочими науками у отставного кантониста Прокофия Ивановича, фамилия которого до нас не дошла. Он первым обратил внимание родителей своего ученика на его выдающиеся способности и настаивал на том, чтобы тому дали возможность закончить классическую гимназию или реальное училище.

Тогда, в 1874 году, Бахметьевы пригласили из Саратова нового преподавателя для сына – студента физико-математического факультета Казанского университета Алексея Павловича Родюкова. Последний в течение года подготовил Порфирия для поступления сразу в 3-й класс реального училища.

Известно, что новый учитель увлекался естественными науками, и прежде всего химией. Отсюда, видимо, и идет увлечение юного Бахметьева этими предметами. Судя по всему, именно А.П. Родюков привил Порфирию любовь к изучению природы, собиранию гербариев, коллекций насекомых, помог создать домашнюю лабораторию, приучил выписывать научную и техническую литературу, проводить простейшие опыты. Но самая главная заслуга этого наставника заключается, думается, в том, что он вслед за отставным кантонистом сумел убедить родителей Порфирия в необычайной одаренности их сына, в необходимости освободить его от работы на винокуренном заводе, чтобы он смог продолжить образование.

После домашних занятий Бахметьев проучился два года в Сызранском реальном училище, а в 1876 году, когда такое училище открылось в Вольске, родители перевели его сюда, поближе к дому. Но основная подготовка к творческой деятельности будущего ученого шла, судя по всему, за пределами учебного заведения. У его отца был в Вольске дом, который он отдал в полное распоряжение сына. На первом этаже в трех комнатах размещалась химическая лаборатория, на втором – физическая (См.: Андриановский А. П.И. Бахметьев. Из воспоминаний школьного товарища //Саратовский вестник, 1913, № 227). В летние месяцы Порфирий жил в Лопуховке, где родители отвели ему отдельный флигель для устройства лабораторий и научных занятий. Из воспоминаний ученого и его близких видно, что Иван Егорович и Анастасия Александровна не жалели средств для обучения сына: выписывали для него книги, газеты, учебники, помогали создать лаборатории, мастерские, где бы он мог проводить опыты.

Главное, что поражало в юном Бахметьеве, – это, конечно, его научные занятия. В химической лаборатории у него всегда что-то кипело, парилось, взрывалось. Из ранних его работ больше всего разговоров вызвала «электрическая машина», которая в те годы не только в Лопуховке, но и во многих городах была в диковинку. Порфирий не только демонстрировал опыты, но и пытался найти им практическое применение (так, например, с помощью «электрической машины» он лечил односельчан от ревматизма).

Но самое сильное впечатление на земляков Порфирия произвел, конечно, телефон, который он установил в своем доме в Вольске в 1877 году. Было чему удивляться: ведь телефон был изобретен только за полтора года до этого, и большинство жителей планеты ничего еще не знали о нем.

После окончания училища в 1879 году Бахметьев уехал в Швейцарию ипоступил в Цюрихский университет, так как в российские университеты выпускников реальных училищ в те годы не принимали.

* * *

С чего начинается история создания «телефотографа»? К сожалению, Порфирий Иванович не заботился о сохранении каких-либо материалов, связанных с этим изобретением. Не сохранился даже текст реферата, в котором ученый впервые изложил его суть. Только через несколько лет что-то заставило Бахметьева снова вернуться к этой теме и написать статью о своем юношеском увлечении (Бахметьев П.И. Новый телефотограф //Электричество, 1885, № 1, с. 2-7). Совершенно очевидно, что проект был создан в 1880 году, по крайней мере, Порфирий Иванович дважды называл эту дату (Бахметьев П.И. Электроскоп Яна Щепаника //Электричество, 1898, № 19). В одной из статей ученый говорил, что к своему проекту он приступил сразу после того, как познакомился с изобретением Александера Белла: «Как только стало известно изобретение фотофона, мне пришла в голову мысль воспользоваться свойствами селена для устройства аппарата, который мог бы служить для нашего глаза тем же, чем служит телефон для уха» (Электричество, 1885, № 1, с. З). (Известно, что Белл впервые демонстрировал свой оптический телефон в действии в Париже на заседании французской Академии наук 11 октября 1880 года.)

Механизм действия фотофона (иногда его еще называют светофоном, или оптическим телефоном) представлял из себя ряд последовательных преобразований. Вначале в передающей станции звуковые колебания с помощью «вибрационной пластины говорного аппарата» модулировали яркость светового пучка, идущего от дуговой электрической лампочки. Этот пучок проходил через специальное оптическое устройство, которое посылало его остронаправленно в приемную часть фотофона. Здесь световой поток (быстро меняющаяся яркость освещения), проходя через селеновый столбик, преобразовывался в электрические сигналы, которые меняли силу тока в цепи, а это, в свою очередь, приводило к изменению намагничивания железных стержней, далее под воздействием магнитов начинала колебаться мембрана слухового аппарата и таким образом электрические сигналы снова преобразовывались в звуковые колебания – в человеческую речь.

В уже упоминавшейся статье (Электричество, 1885, № 1) Порфирий Иванович рассказывал и о своем первом публичном выступлении на эту тему. Оно состоялось на одном из заседаний общества «Slavia», членами которого были главным образом студенты высших учебных заведений Цюриха, приехавшие из славянских стран.

Прошло более ста лет со времени появления проекта «телефотографа». Обычно за такой срок уже складывается какое-то общее представление о масштабе и значении того или иного изобретения или научного открытия. Но в нашей истории дистанция времени почему-то не сработала. До сих пор можно встретиться с диаметрально противоположными представлениями о месте «телефотографа» в процессе создания телевизионной техники – от провозглашения П.И. Бахметьева родоначальникомдальновидения до полного отрицания его заслуг. Прочитайте, например, статью о нем в Большой советской энциклопедии — она не содержит ни слова о его работе над «телефотографом».

Но кроме таких крайних точек зрения встречаются высказывания, в которых исследователи придерживаются «золотой середины». Называя Бахметьева в числе основоположников дальновидения, они считают его отнюдь не первым, а помещают где-то во втором эшелоне. Так, П.К. Горохов в монографии, посвященной Б.Л. Розингу, называет Порфирия Ивановича 4-м в списке пионеров дальновидения (См.: Горохов П.К. Борис Львович Розинг – основоположник электронного телевидения (1869-1933). М., 1964), упоминая вначале Дж. Кери (США, 1870 г.), М. Сенлека (Франция, 1877 г.), А. ди Пайву (Португалия, 1878 г.). В книге, посвященной одному из создателей цветного телевидения, О.А. Адамяну, Бахметьева оттесняют еще дальше, включая в список пионеров дальновидения еще двух изобретателей – У. Айртона и Д. Перри (Англия, 1877 г.) (См.: Акопян А.С. Ованес Абгарович Адамян. Изд-во Ереванского университета, 1981). В ряде работ среди предшественников Порфирия Ивановича называют также и профессора из города Модены К. Перозино (Италия, 1879 г.).

Впрочем, разночтения подобного рода вполне объяснимы. Пионеры дальновидения не оставили после себя каких-либо патентных заявок, они публиковали описания своих проектов (если им удавалось это сделать) с большим опозданием и, как правило, помещали их в таких изданиях, которые даже в своих странах давно стали библиографической редкостью. Кроме того, уж очень велика дистанция между первыми проектами устройств дальновидения и внедрением этого изобретения – созданием массового телевизионного вещания.

Вот почему не только многие историки телевидения, но и сами изобретатели подчас не имели ни малейшего представления о работах своих предшественников. Ну каким образом ученик реального училища Вольска мог знать, например, о проекте Адриану ди Пайвы, описание которого было опубликовано в научных трудах университета города Каимбры? Речь, таким образом, может идти лишь о том, что все вышеназванные изобретатели создали свои проекты независимо друг от друга.

Известный психолог М.Г. Ярошевский называет это явление «феноменом одновременного появления родственных идей, повторных открытий и изобретений». Он утверждает, что существование этого феномена «свидетельствует о подчиненности этих повторных открытий и изобретений определенной социально-исторической закономерности, об их включенности в причинный ряд, независимый от индивидуального своеобразия творчества» (Ярошевский М.Г. Наука как предмет психологических исследований. Наука, 1971, с.8, 9). Помимо теоретических обоснований этого явления имеется немало прикладных исследований на эту тему. Так, американский социолог Р. Мертон, проанализировав 264 случая наиболее известных научных открытий и изобретений, установил, что в 233 из них одну и ту же идею выдвинули независимо друг от друга несколько авторов (от двух до девяти).

Все это убеждает нас в том, что различные подходы к вопросам приоритета той или иной страны, того или иного изобретателя вполне объяснимы, и потребуется еще немало времени и доброй воли, чтобы окончательно разобраться в этом процессе.

* * *

Что натолкнуло пионеров дальновидения на мысль заняться изобретением устройств для передачи движущегося изображения на расстояние? В этом отношении они были единодушны.

«С начала нынешнего столетия – писал, например, П.И. Бахметьев, – человек сделал большие успехи в борьбе со злейшими врагами – «временем» и «пространством». Были придуманы железные дороги, телеграфы, фотофоны и уже существуют серьезные попытки воспользоваться воздушными шарами. И вот новый шаг в этом направлении – «телефотограф»!» (Бахметьев П.И. Новый телефотограф //Электричество, 1885, № 1, с. 2).

Другими словами, но примерно то же самое говорил и создатель проекта «электрического телескопа» А. ди Пайва. Уже самим названием своей статьи «Телефония, телеграфия и телескопия» (1878 г.) изобретатель как бы подчеркивал роль, которую играл для его проекта процесс развития различных электрических средств связи.

А начиналось все с телеграфа. Именно это изобретение послужило отправной точкой для создателей первых проектов аппаратов дальновидения, подсказало им мысль о том, что, используя те же самые принципы, можно вести передачу не только отдельных знаков, но и всю мозаику знаков-элементов, из которых в сущности и состоит всякое изображение.

Еще далеко не был завершен процесс становления телеграфной техники, когда в мире появляются уже первые проекты электрохимических «фототелеграфов» – шотландца А.Бена (1842 г.), англичанина Ф. Бекуэлла (1848 г.), русского изобретателя Б.С. Якоби (1851 г.), итальянского аббата Дж. Казелли (1856 г.) и др.

Особый интерес у пионеров дальновидения вызвала работа последнего. И это вполне объяснимо. Его аппарат в отличие от большинства подобных получил практическое применение: в течение нескольких лет он работал на линиях: Париж – Лион, Париж – Марсель и Петербург – Москва. Джованни Казелли (1815-1891) свой проект назвал «пантотелеграфом» (от греческого слова pantos – весь, всякий), желая этим подчеркнуть, что по сравнению с обычными телеграфами, способными передавать только знаки, его электрохимическое устройство может передавать и принимать всякое изображение.

В передатчике «пантотелеграфа» имелся маятник, который, качаясь под воздействием импульсов тока, приводил в действие механизм с толстой металлической иглой. Эта игла скользила по прямой линии. Когда она проходила над частицей фольги, покрытой изоляционным лаком, на приемную станцию посылался очередной электрический импульс. Прием производился на влажную бумагу, пропитанную раствором железосинеродистого калия. В местах прохождения тока через бумагу калий разлагался и окрашивался в синий цвет.

За время одного качания маятника свинцовая фольга на передающей станции и бумага, обработанная химическим раствором, на приемной станции передвигались специальным устройством на толщину линии, проводимую иглой. Обе станции действовали синхронно и однофазно. Вот так, строка за строкой, и передавался с помощью «пантотелеграфа» Дж. Козелли весь рисунок или текст. Однако опыт показал бесперспективность эксперимента: не удовлетворяли скорость передачи, качество изображения, а самое главное – линия оказалась чрезвычайно дорогой и нерентабельной. (В настоящее время это устройство находится в Ленинграде, в запаснике Центрального музея связи им. А.С. Попова, а его копия – в экспозиции Московского политехнического музея.)

«Пантотелеграф», впрочем, как и все остальные электрохимические фототелеграфы, еще нельзя было отнести к разряду телевизионной техники, так как они способны были передавать только неподвижные картинки (чертежи, документы, схемы и т. п.), да и то предварительно нарисованные специальным изоляционным лаком на бумаге или фольге, в то время как аппараты дальновидения (даже самые простейшие) рассчитаны уже на демонстрацию движущегося изображения.

И все-таки не случайно пионеры телевизионной техники начинают рассказ о своих изобретениях с электрохимических фототелеграфов – они сыграли немалую роль в становлении устройств дальновидения, существенно приблизили время поисковых работ в этой области. Прежде всего потому, что практически доказали саму возможность передавать изображение на расстояние. Пусть с большими ограничениями, пусть статичное, но на первых порах и это было уже великой победой. И, наконец, создатели электрохимических фототелеграфов подсказали будущим изобретателям телевизионных устройств чрезвычайно важную, можно сказать, основополагающую идею – о необходимости развертки изображения, о возможности передавать не все изображение сразу, а по очереди — элемент за элементом, строка за строкой. (Как видим, спор о том, кто из пионеров дальновидения — А. ди Пайва или П.И. Бахметьев — первым сформулировал принципы, которые легли в основу всех аппаратов для передачи изображения на расстояние, беспредметен, – эти идеи были предложены еще в 40-50-х годах прошлого столетия создателями проектов электрохимических фототелеграфов.)

Конечно, этой идеей нельзя было воспользоваться механически: одно дело демонстрировать рисунок или чертеж, когда аппараты, ведущие передачу, не ограничены определенным временем, когда человек, которому адресовано изображение, видит только результат, а не процесс показа, и совсем другое – когда речь идет о телевизионном вещании, когда каждому предыдущему кадру все время наступает на пятки последующий, когда демонстрируемое на экране изображение должно создавать иллюзию реального движения, реальной жизни.

Вслед за телеграфом (во всех его видах) идет второй кит, на который опирались на первых порах пионеры дальновидения, – только что изобретенный А. Беллом телефон.

Адриану ди Пайва, например, считал, что роль телефона в становлении техники телевидения даже важнее, чем воздействие телеграфа. И для П.И. Бахметьева телефон был главной отправной точкой, только на его работу повлиял не обычный телефон, а его разновидность – фотофон.

Почему пионеры дальновидения придавали такое большое значение телефону? Какую связь они усматривали между своими проектами и «трубкой» Белла?

Прежде всего, способность телефона передавать уже не точки и тире, не рисованные специальным лаком схемы и чертежи, а настоящую полнокровную человеческую речь со всеми ее неповторимыми особенностями. «Белл с помощью электричества, – писал Пайва, – смог расширить сферу человеческого слуха, следующий шаг – с помощью тех же методов – «удлинить» человеческое зрение» (А. ди Пайва. Телефония, телеграфия и телескопия. O Ynstituto, 1878, февраль, с. 416).

Именно это изобретение, признавали и Пайва, и Бахметьев, натолкнуло их на мысль, что вместо того чтобы демонстрировать движущееся изображение прямо, непосредственно, можно его так же, как звуковые колебания в телефоне, предварительно преобразовывать в электрические сигналы.

В «трубке» Белла для этой цели была изобретена мембрана. Что же может заменить ее в устройствах для передачи изображения?

Вот так мы подошли к последнему, третьему киту, на котором держались первые проекты дальновидения, – к открытию фотоэлектрической активности селена.

Этот химический элемент, писал Бахметьев, «сделался драгоценным по своим свойствам веществом только тогда, когда было открыто, что он проводит лучше гальванический ток, будучи освещен, и почти совсем его не проводит, находясь в темноте» (Бахметьев П.И. Новый телефотограф //Электричество, 1885, № 1, с. 2).

В 1873 году во время прокладки подводного кабеля была обнаружена способность селена изменять свое электрическое сопротивление под воздействием света. Это явление позволило за несколько лет до открытия фотоэлектрических законов (задолго до создания Г. Герцем, В. Гальваксом и А. Столетовым первых фотоэлементов) перейти к созданию устройств дальновидения, основанных на принципе преобразования света в электрические сигналы.

Независимо друг от друга и Пайва, и Бахметьев убеждали своих читателей, что суть их проектов как раз и заключается в том, что они догадались соединить идею телефона с открытием фотоэлектрических свойств селена. Профессор из Порту так и говорил, что детище Белла «поставило вопрос, нельзя ли вместо мембраны для передачи звука использовать селен для трансформации света в электрический ток, как элемента фотоэлектроактивного» (А. ди Пайва. Телефония, телеграфия и телескопия. O Ynsituto, 1878, февраль, с 17).

Итак, в середине XIX века были изобретены всевозможные виды телеграфов, затем в 1873 году открыта способность селена менять свое электрическое сопротивление под воздействием света, а еще через три года был создан первый в мире телефон. Все эти изобретения вместе взятые подготовили условия для создания первых проектов устройств по передаче движущегося изображения на расстояние.

Однако ни один живой развивающийся процесс нельзя уложить в прокрустово ложе даже самой прекрасной схемы. Отнюдь не все пионеры дальновидения шли к созданию своих устройств теми же путями, что Пайва и Бахметьев.

Американский изобретатель Дж. Кери создал первый свой проект «искусственного глаза» в 1870 году – еще до того, как А. Белл изобрел телефон. Печкой, от которой начинал танцевать американский изобретатель, были работы Г. Гельмгольца, посвященные изучению механизма человеческого зрения. Ученый доказал, что основой процесса «видения» являются физико-химические реакции, происходящие в сетчатой оболочке наших глаз под воздействием света. Эти исследования натолкнули Дж. Кери на мысль создать устройство дальновидения, строившееся по принципу зрительного аппарата человека. Для этого необходимо было найти средство, которое могло бы выполнять функции миллионов палочек и колбочек, имеющихся в сетчатке глаз человека, и которое было бы в состоянии трансформировать свет, отражаемый от предметов, в электрический ток.

В первом своем проекте «искусственного глаза» Дж. Кери решил использовать для этой цели обыкновенную фотографическую пластинку. Он считал, что раз эта пластинка покрыта эмульсией, содержащей соли серебра, то под воздействием света она начнет разлагаться, что, в свою очередь, будет приводить к изменению электрического сопротивления в цепи.

Не играет роли, что проект оказался практически невыполнимым, важно другое – впервые делалась попытка применить для передачи движущегося изображения идею преобразования света в электрические сигналы, то есть был использован принцип, который до сих пор применялся лишь для демонстрации статичных рисованных картинок.

Можно понять, с каким энтузиазмом встретил Дж. Кери сообщение о светочувствительности селена. Вот он выход из тупика, в который изобретатель попал с первым вариантом своего проекта. Он создает проект второй модели «искусственного глаза», в котором фотографическая пластинка была заменена множеством селеновых фотоэлементов. Таким образом, задолго до признания бионики как науки Дж. Кери пытался опереться на опыт природы, копируя процесс «видения», создать действующую модель аппарата зрения человека.

Линза передающей камеры выполняла в проекте роль хрусталика глаза, с ее помощью отраженный от предметов свет проецировался на ячейковую панель, состоящую из множества миниатюрных селеновых фотосопротивлений. Изобретатель предполагал, что такая панель сможет заменить светочувствительную сетчатку глаза. Вместо нервных волокон Дж. Кери собирался использовать провода, а роль зрительных центров головной коры мозга должен был выполнять специальный приемник – панель с множеством электрических лампочек. Для передачи каждого элемента изображения в проекте предусматривалось создание автономной электрической цепи, состоящей из одного селенового фотосопротивления и одного источника света (лампочки), которые предполагалось соединить двумя проводами. Кроме того, в каждую такую цепь включалась электрическая батарея. Нетрудно представить всю сложность такой системы.

Создатель проекта «искусственного глаза» предполагал, что если в его системе будут непрерывно работать 2500 таких автономных электрических цепей и передатчик сможет передавать все элементы кадра одновременно, то этого будет достаточно, чтобы демонстрировать движущееся изображение, чтобы воспроизвести на экране приемника целостный зрительный образ.

Однако Дж. Кери не удалось осуществить свой проект. Два года спустя английские изобретатели У. Айртон и Д. Перри тоже пытались доказать жизненность замысла своего предшественника, но как ни старались, так и не смогли заставить работать «искусственный глаз». Произошло это не только потому, что система оказалась громоздкой и дорогостоящей. Даже если бы число элементов в кадре «искусственного глаза» было бы уменьшено, то и тогда эта затея была бы невыполнимой: слишком малочувствительны были в те годы селеновые фотоэлементы, слишком слабые электрические сигналы посылались от передатчика к приемнику.

Проходит всего несколько лет, и М. Сенлек, А. ди Пайва и К. Перозино изобретают устройства, которые принципиально отличаются от многоканальной системы Дж.Кери. В их проектах планировалось передавать не все элементы изображения одновременно, как в устройстве Дж. Кери, а последовательно – элемент за элементом, строка за строкой.

Первым таким проектом являлся «электроскоп» французского инженера М. Сенлека (1877 г.). Его нельзя было в полной мере отнести к категории телевизионных устройств и вместе с тем эта система не являлась электрохимическим фототелеграфом в чистом виде. М. Сенлек создал гибрид из того и другого. Передающую станцию он заимствовал у Дж. Кери: та же линза, та же многоячейковая панель с множеством селеновых фотосопротивлений. Что же касается «получающей станции», то изобретатель взял на вооружение приемное устройство, типичное для электрохимических фототелеграфов: изображение в ней фиксировалось на бумаге, обработанной специальным химическим составом.

Но в «электроскопе» самым ценным являлась отнюдь не общая конструкция системы, а два синхронно вращающихся электромеханических коммутатора. Именно они составляли суть этого изобретения, ту изюминку, которая давала возможность М. Сенлеку предложить устройство, качественно отличающееся от «искусственного глаза» Дж. Кери. Именно эти коммутаторы являлись первой в истории дальновидения попыткой перейти от тысяч проволок к двум линейным проводам – к одному каналу связи.

Провода, идущие от каждого селенового фотосопротивления, соединялись с соответствующим сегментом коммутатора. Каждый коммутатор состоял из 2500 сегментов. В зависимости от того, какой из маленьких селеновых кружков включался в линейную цепь через коммутатор, ток достигал соответствующего сегмента коммутатора, установленного на приеме. На воспроизводящей станции сразу после коммутатора снова появлялось множество проволок. Каждая из них заканчивалась платиновым острием и касалась металлической (медной) пластины, на которой укреплялась бумага, пропитанная специальным составом. Под воздействием поступающих к приемному устройству импульсов электрического тока химическое вещество разлагалось, окрашивалось и в результате на бумаге должен был возникнуть передаваемый рисунок.

Понятно, что «электроскоп» М. Сенлека с самого начала был обречен на неудачу. Во-первых, слишком громоздки и сложны были его многопроводные коммутаторы, во-вторых, их включение в систему делало ее еще более инерционной и неспособной передавать и принимать электрические сигналы с необходимой скоростью.

И все-таки детище М. Сенлека было уже значительным шагом вперед по сравнению с «искусственным глазом» Дж. Кери. В этом проекте французского изобретателя впервые планировалось передавать не все частицы изображения одновременно, а последовательно телеграфировать каждый элемент передаваемого кадра – этот принцип, как известно, до сих пор является главным для всех видов телевизионной техники.

Следующей этапной работой в области дальновидения стал «электрический телескоп» А. ди Пайвы. Этот проект был выполнен примерно в одно время с «электроскопом» Сенлека. Пайва пытался решить задачу создания телевизионной системы совсем иными путями. Так, если в проектах Кери и Сенлека на панелях передатчиков монтировалось множество селеновых фотосопротивлений, то в передающей станции «электрического телескопа» на противоположной от объектива поверхности изобретатель предполагал установить лишь одну селеновую пластину. Это был первый прообраз фотомишени, которую изобретут снова почти через 60 лет – в 30-х годах XX века.

Пайва предполагал использовать для сканирования изображения специальное металлическое острие. Двигаясь в определенном порядке, «ощупывая» каждую частицу селеновой пластины, оно должно было замыкать цепь и тем самым посылать (или не посылать) к приемной станции электрические импульсы в зависимости от того, куда попадало это острие – на светлую или малоосвещенную частицу изображения. Это изобретение освобождало от тысяч проводов. И это было уже не половинчатое решение, как в проекте Сенлека, а путь, вселявший надежду, что на этот раз изобретателю действительно удастся ограничиться лишь одним каналом связи. Португальский изобретатель сделал и следующий шаг – впервые пытался заставить двигаться само считывающее устройство передатчика. Он рассчитывал воссоздавать изображение с помощью одной-единственной электрической лампочки, которая должна была вращаться синхронно с металлическим острием передатчика, освещая различные участки поверхности экрана приемника. А управлять этой лампочкой должно было специальное электромеханическое реле, включавшее и выключавшее цепь, в которую входил источник света.

Пайва довольно трезво подходил к возможностям своей системы и даже не собирался воссоздавать на экране все градации изображения, а лишь предполагал, что его «электрический телескоп» сможет передавать довольно скромные (самые общие) сведения о предметах.

Два непреодолимых барьера стояли на пути реализации этого проекта. Во-первых, общий уровень развития электротехники конца 70-х годов прошлого столетия. Во-вторых (и это было самым главным), инерционность электромеханического реле. Оказалось, что этот элемент, который считался самой важной находкой изобретателя, являлся и наиболее уязвимым звеном проекта. Получался какой-то замкнутый круг: для того чтобы система имела только один канал связи, необходимо было включить в нее электромеханические узлы, а введение таких реле обрекало проект на неудачу, так как подобные устройства не успевали (и не могли успеть из-за своей инерционности) тысячи раз включать или выключать лампочку за одну десятую долю секунды.

На год позже А. ди Пайвы публикует описание своего «электроскопа» профессор физики Королевского лицея Модены Карло Марио Перозино. Он использовал большинство идей, предложенных предшественниками, а его проект представлял собой сочетание систем Сенлека и Пайвы. У Перозино передатчиком являлась камера-обскура, в которой, так же как и у Пайвы, была установлена одна пластина, покрытая селеном.

Правда, если изобретатель из Португалии в своем проекте пытался хотя бы схематически наметить механизм для сканирования изображения, то Перозино не делал этого, а просто писал о том, что «надо заставить линейный ток последовательно проходить через различные точки данной пластины». Но как именно? Что же касается «станции назначения», то у итальянского изобретателя она очень похожа на приемное устройство в проекте Сенлека: в ней электрические сигналы также проходят по платиновой нити (проволоке), которая движется по бумаге, пропитанной специальным химическим составом. Но каким именно составом должна быть пропитана эта бумага? И об этом изобретатель умалчивает.

Такое пренебрежение к разработке составных частей «электроскопа» характерно для всего проекта Перозино. Этим недостатком страдали почти все проекты начального этапа истории создания телевизионной техники, но в работе изобретателя из Италии эта ахиллесова пята была, пожалуй, наиболее заметна.

Теперь мы имеем возможность сравнить «телефотограф» П.И. Бахметьева с изобретениями других пионеров дальновидения и ответить на вопрос о роли и значении его работы в истории создания устройств для передачи движущегося изображения на расстояние.

* * *

Прежде всего отметим, что проект «телефотографа» строился на принципах, которые являлись основополагающими и для предшественников Бахметьева.

Так, «отправляющая станция», предложенная им, как и передатчики в проектах, созданных до 1880 года, могла «видеть» передаваемые предметы. Все они представляли из себя камеры-обскуры, имели объективы, которые должны были проецировать изображение на специальное устройство, способное преобразовывать оптическое изображение в электрическое. Для этого Бахметьев, так же как и его предшественники, использовал свойства селена.

В «телефотографе» (как и в проектах Сенлека, Пайвы и Перозино) предусматривалось последовательное преобразование частиц изображения в электрический ток. Во всех этих работах прием движущегося изображения основывался на свойстве наших глаз сохранять зрительное ощущение в течение некоторого времени.

Но сходства, о которых идет речь, касались лишь самых общих идей, конкретное же инженерное их воплощение у Бахметьева принципиально отличалось от конструктивных решений «искусственного глаза», «электроскопа» и «электрического телескопа».

Насколько оригинален был его проект, можно судить хотя бы потому, что «телефотограф» нельзя отнести ни к одному из типов, предложенных до него систем дальновидения – ни к «многоканальным», ни к «одноканальным».

Для сканирования изображения Бахметьев предложил установить в «отправляющей станции» специальное устройство, состоящее из рычага, на который насажен небольшой параллелепипед из каучука. На его верхней части изобретатель предполагал разместить 12 селеновых фотосопротивлений величиной с булавочную головку. В цепь каждого такого фотосопротивления он предполагал с одной стороны подточить источник тока, с другой – линию связи.

Таким образом, «телефотограф» можно отнести к категории «малоканальных систем». Ученый понимал, что для того, чтобы считывать изображение поэлементно, придется вращать сканирующее устройство с большой скоростью. Мало этого. Необходимо будет добиваться, чтобы с точно такой же скоростью (однофазно и синхронно) вращалось бы и соответствующее устройство «получающей станции». А добиться этого в 80-е годы прошлого столетия было невозможно, так как синхронные моторы еще не были изобретены.

При одновременном же считывании 12 строк каждого кадра (как это следует из рисунка в статье Бахметьева) для сканирования изображения требовалась скорость вращения уже на порядок меньше, чем в «одноканальных системах», что было чрезвычайно важно для того времени.

Следует отметить, что в «электрическом телескопе» были трущиеся контакты (селеновой пластины и металлического острия), это должно было приводить к довольно быстрому разрушению считывающего устройства. Бахметьеву удалось избежать этого недостатка. В его передатчике параллелепипед и миниатюрные селеновые фотосопротивления, расположенные на нем, тоже должны были вращаться в плоскости оптического изображения, но не касаться непосредственно ее поверхности.

И, наконец, особого внимания заслуживает отличие схем сканирования в передатчиках. Пайва собирался считывать изображение строго последовательно, строка за строкой, элемент за элементом, в то время как наш соотечественник предлагал совсем иную схему: сканирующее устройство (параллелепипед с селеновыми фотосопротивлениями) должно было двигаться по специальной направляющей – медной спирали.

Этот принцип в дальнейшем получил развитие, например, в проекте П. Нипкова (1884 г.) и был взят на вооружение несколькими поколениями изобретателей, работавшими над созданием устройств механического дальновидения. Во всех опытных системах телевидения, действовавших в странах Европы (в том числе и в Советском Союзе) и США в конце 20-х – начале 40-х годов нашего столетия, считывание изображения велось по спирали, то есть по схеме, предложенной нашим соотечественником еще в 1880 году.

Оригинальна была в проекте Бахметьева и конструкция «получающей станции». Он предложил совершенно новый способ управления силой света в приемнике: использование для этой цели светящегося пламени миниатюрной газовой горелки. На первый взгляд такой модулятор света может показаться уж очень кустарным, но при уровне развития науки и техники того времени это было, пожалуй, единственно возможное решение задачи.

В 60 – 70-х годах XIX столетия физики уже знали о малоинерционной зависимости светящегося пламени газовой горелки от мощности потока газа. Но никому из них не пришло в голову применить светящееся пламя в качестве модулятора света. Бахметьев первым в мире заметил, что светящееся пламя в силу его малоинерционности сможет реагировать на слабые токи селеновых фотоэлементов. При этом яркость его свечения будет прямо пропорциональна количеству подводимого к горелке газа – всякое движение передаваемых предметов тотчас же должно было отражаться на изображении, возникавшем на экране приемной станции. Вот почему мы можем говорить об еще одном преимуществе «телефотографа» по сравнению с «электрическим телескопом». Если Пайва собирался демонстрировать изображение без всяких градаций (либо белое, либо черное), то в проекте П.И. Бахметьева предполагалось передавать его с тонами и полутонами.

Но основное достоинство предложенного нашим соотечественником способа управления силой света в «получающей станции» заключалось, на мой взгляд, даже не в том, что ему удалось додуматься до такого неожиданного решения, как использование пламени горелки в качестве модулятора света, а в самой постановке вопроса. Он первым в мире попытался найти возможность каким-то образом преодолеть инерционность и малочувствительность систем дальновидения. Тем самым впервые поставил эту кардинальную проблему на повестку дня, привлек к ней внимание своих последователей. Дальнейшая история этой области науки и техники показала, что данная проблема в течение многих десятков лет стала самым сложным препятствием на пути создания телевизионных устройств.

…Все вышеизложенное, думается, дает достаточно оснований для того, чтобы утверждать: наш соотечественник создал свой оригинальный проект телевизионного устройства независимо от других изобретателей, его «телефотограф» стал не просто фактом истории этой области науки и техники, но послужил отправной точкой для создания первых реально работавших механических малострочных систем дальновидения.

Вместе с тем изобретение Порфирия Ивановича в том виде, как он его описал, так же как и устройства его предшественников, практически не могло работать. В этом проекте наряду с интересными инженерными находками было слишком много недостатков, поспешных и приблизительных решений.

Так, например, параллелепипед с селеновыми фотосопротивлениями, предназначенными для сканирования изображения, должен был перемещаться по медной спирали, затем возвращаться в исходное положение и снова двигаться по направляющей. Но в проекте ни слова не говорилось о том, каким же образом изобретатель предполагал практически осуществить все эти перемещения. Встречаются в проекте и другие пробелы.

Предложение ученого использовать пламя газовой горелки в «телефотографе» в качестве модулятора света было, возможно, единственным для того времени решением, но включение в конструкцию «получающих станций» газовых горелок делало всю систему непригодной для практического применения. Ведь в своем «телевизоре» изобретатель размещал 12 горелок, к ним планировалось подвести 12 трубок для подачи газа, все горелки должны были вспыхивать ярким пламенем и вращаться с достаточно большой скоростью. Какой нормальный человек мог решиться поставить такой «телефотограф» в своей квартире?

Как же не похож этот проект Порфирия Ивановича на другие его изобретения! Как объяснить такое несоответствие между незавершенностью, уязвимостью этого проекта и дальнейшими его работами, которые всегда отличались основательностью, простотой и изяществом инженерных решений?

Все объясняется довольно просто: работу над «телефотографом», выполненную в 20-летнем возрасте, ученый относил к случайным, проходным своим увлечениям, считал, что это изобретение было все-таки за пределами его основных научных интересов, у него не хватало ни времени, ни сил, чтобы отдать этой теме всего себя.

В дальнейшем Бахметьев занимался вопросами магнетизма, термодинамики, термоэлектричества, химии, геологии и биологии. Главные его работы исследуют влияние переохлаждения на организм животных. Он первым экспериментально вызвал анабиоз у млекопитающих, разработал термоэлектрический термометр для измерения температуры у насекомых. Был лауреатом премий Российской академии наук и авторитетных зарубежных научных организаций.

После окончания университета Порфирий Иванович уезжает в Болгарию преподавать в Софийском университете и возвращается в Россию только в 1913 году. Он успел побывать на родине – в Лопуховке и Вольске, организовать лабораторию анабиоза при московском университете Шанявского, объездить с лекциями ряд городов, но неожиданно заболел и умер.