Вскоре 1000 кадров в секунду, которыми довольствовался Мейбридж, превратились в 10 000. В 1940 г. запатентованная технология камеры с вращающимся зеркалом (теоретически) обеспечила скорость съемки до 1 млн кадров в секунду. В 1999 г. Ахмеду Зевейлу была присуждена Нобелевская премия по химии за исследование переходных состояний химических реакций. Созданная им еще в 1980-х гг. самая быстрая съемочная камера могла регистрировать эти состояния в фемтосекундном диапазоне. 1 фемтосекунда – это 1 × 10–15 с, или одна миллионная от одной миллиардной доли секунды.
Сегодня мы можем использовать мощные сверхбыстрые лазерные импульсы для запечатления событий, разделенных интервалом всего в несколько аттосекунд (1 × 10–18 с). Такое разрешение по времени позволяет экспериментаторам увидеть прежде недоступное: движение электронов в масштабах атома.
Можно привести множество примеров невероятного научного и технического прогресса, достигнутого по сравнению с последними десятилетиями XIX в., и несколько самых выдающихся достижений – в том числе светоотдача источников света (см. главу «Солнечный свет: все еще вне конкуренции») и реальная стоимость электричества, скорректированная на уровень доходов и эффективность его использования (см. главу «Электричество: реальная цена»), – подробно описаны в этой книге, но контраст между изобретениями Эдварда Мейбриджа и Ахмеда Зевейла просто невероятен, а достигнутый прогресс беспрецедентен: когда-то мы спорили о лошадином галопе, а теперь следим за мелькающими электронами.
От фонографа к мультимедиапотокам
Томас Эдисон умер в 1931 г. в возрасте 84 лет. К этому времени он был обладателем почти 1100 патентов в США и более чем 2300 в других странах. Самым известным считается его патент на лампу накаливания, однако идеи применить стеклянную колбу с выкачанным воздухом и нить накала принадлежали не ему. Более фундаментальной, абсолютно новой была концепция полной системы генерации, передачи и преобразования электрической энергии, которую он впервые реализовал в Лондоне в 1880 г., а затем, в 1882-м, в Нижнем Манхэттене.
Томас Эдисон со своим фонографом
Но по своей исключительной оригинальности, сравнимой с магией, ничто не может сравниться с принадлежащим Эдисону патентом США № 200521 от 19 февраля 1878 г. на устройство, которое впервые в истории позволяло услышать записанный звук.
«Родителями» фонографа (устройство для механической записи и воспроизведения звука) можно считать телеграф и телефон. Эдисон много лет совершенствовал телеграф – большая часть его первых патентов имела отношение к буквопечатающим телеграфным аппаратам, – а телефоном интересовался с момента появления этого устройства в 1876 г. Первые патенты, связанные с телефоном, Эдисон получил в 1878 г. Он заметил, что воспроизведение записанной телеграфной ленты на высокой скорости порождает звуки, напоминающие речь. А что, если записать телефонный разговор, присоединив иглу к мембране телефонной трубки, получить ленту с отверстиями, а затем воспроизвести ее? Эдисон сконструировал небольшое устройство с цилиндром, обернутым оловянной фольгой: она позволяла легко фиксировать движения диафрагмы – тонкой стальной пластинки, к которой припаивалась игла. «Затем я громко пропел “У Мэри был барашек”, – вспоминал Эдисон. – Я установил репродуктор, и машина превосходно воспроизвела песенку. Никогда в жизни я так не удивлялся. Все были поражены. Я всегда боялся вещей, работавших с первого раза».
Вскоре он устроил турне с показом фонографа и даже побывал в Белом доме. В рекламе устройство довольно нелепо называлось «Последним достижением Томаса Эдисона», и изобретатель мечтал о том, чтобы каждая американская семья могла со временем купить фонограф. В конце 1880-х гг. он усовершенствовал конструкцию, применив цилиндры, покрытые воском (первыми так поступили коллеги Александра Грэма Белла, изобретателя телефона), и электромотор с питанием от батареи. Фонограф рекламировали как устройство для записи голосов семьи, как музыкальную шкатулку, диктофон для дельцов и аудиокнигу для слепых.
И все же продавался аппарат не слишком хорошо. Восковые цилиндры, особенно первые, были сложными в изго- товлении, хрупкими и поэтому дорогими. В 1886 г. «Американская графофонная компания» получила патент на конкурента фонографа – графофон, однако и он оставался дорогим (сегодня его стоимость была бы эквивалентна $ 4000).
В 1880-х гг. Эдисон был увлечен внедрением и усовершенствованием электрического освещения, а также разработкой систем генерации и передачи электроэнергии. Но в 1898 г. он начал продавать «стандартный фонограф Эдисона» за $ 20 ($ 540 по нынешнему курсу). Через год появилась недорогая модель Gem всего за $ 7,50 (фирма Sears, Roebuck & Co. продавала примерно за ту же цену железную кровать). Но к 1912 г., когда Эдисон развернул массовое производство прочных целлулоидных цилиндров, пальма первенства уже перешла к шеллаковым дискам для граммофона (первый патент на него получил Эмиль Берлинер в 1887 г.).
Эдисон всегда с трудом расставался со своими изобретениями. Последние цилиндры для фонографа были выпущены в октябре 1929 г. Плоские диски с винтовой канавкой – грампластинки – оставались основными звуковыми носителями почти до конца XX в., пока новые методы звукозаписи не начали сменять друг друга один за другим. В США продажи грампластинок достигли пика в 1978 г., магнитофонных кассет – десятью годами позже, а компакт-дисков (они появились в 1984 г.) – в 1999-м. Семь лет спустя продажи компакт-дисков снизились вдвое, а теперь музыку просто скачивают – и, помимо прочего, бесплатно передают в потоковом мультимедиа без каких-либо проводов. Интересно, как бы отнесся Эдисон к этим дематериализованным методам воспроизведения звука?
Изобретение интегральных схем
В 1958 г., через одиннадцать лет после того, как ученые из Лабораторий Белла заново изобрели транзистор, стало очевидно, что полупроводники сумеют завоевать рынок электроники только в том случае, если их удастся сделать намного миниатюрнее. Прогресс невозможен, если паять схемы вручную из отдельных компонентов. Но, как это часто бывает, решение пришло как раз вовремя.
В июле 1958 г. Джек Килби из компании Texas Instruments придумал идею «монолита». В заявке на патент описывалась «новая миниатюризированная электронная схема, изготовленная из кристалла полупроводникового материала, содержащего диффузионный p-n-переход, где все компоненты электронной цепи интегрированы в кристалл полупроводникового материала». Килби подчеркивал, что «не существует ограничений на сложность или конфигурацию схем, которые можно изготовить таким способом».
Идея была превосходной, но реализация – изображенная в приложении к патенту Килби, датированному февралем 1959 г., – непригодной: проводные соединения, словно арки моста, поднимались над поверхностью кристаллической пластины – и вряд ли такой компонент мог считаться планарным. Килби знал: конструкция неработоспособна – и именно поэтому добавил примечание, что соединения должны быть выполнены каким-либо другим способом. В качестве примера он приводил золото, напыленное на тонкий слой оксида кремния на поверхности кристаллической пластины.
