Сколь бы ни хороша была теория Максвелла, реального подтверждения недоставало до тех пор, пока в конце 1880-х годов немецкий физик Генрих Герц в серии тщательно проведенных экспериментов не передал и не принял радиоволну. Благодаря точным, скрупулезным расчетам он измерил длину волны и вычислил скорость ее распространения. Как и предсказывал Максвелл, скорость радиоволн равнялась скорости света.
Для получения радиоволн Герц использовал так называемые лейденские банки – стеклянные контейнеры, внутренние и внешние поверхности которых оклеены листовым оловом; они могли сохранять электрический заряд (в современной терминологии их называют конденсаторами). В старину электрические заряды получали натиранием янтаря шелком, а Бенджамин Франклин экспериментировал во время грозы с воздушным змеем. Оба этих способа тоже создают необходимый разряд. Поначалу лейденские банки обеспечивали ученых надежным источником электричества. Герц обнаружил, что, меняя форму и размер банок, может также менять и длину волны.
Примерно в то же время в Англии Оливер Лодж доказал, что на длину принимаемой волны влияет размер антенны. Он был знаком с телеграфом, но поначалу не знал о работах Герца. Лодж передавал радиоволны по проводам, а не на открытом пространстве, как Герц. Его соотечественник Уильям Крукс, обладавший более живым воображением, понял:
Лучи света не проходят сквозь стены. Они не проходят и сквозь туман – жителям Лондона это отлично известно. Но электрические вибрации с длиною волны в ярд и более [то есть с частотой менее 300 миллионов герц или циклов в секунду], о которых я говорил, легко пройдут сквозь туман и сквозь стены, – и туман, и стены для них проницаемы. Выходит, с их помощью можно устроить телеграф без проводов и без телеграфных столбов, не говоря уже о современных дорогостоящих агрегатах.
Другими словами, работы Лоджа и Герца сделали возможным то, что даже в конце девятнадцатого века должно было показаться чудом: мгновенную передачу информации не только сквозь стены, но и через большие пустые пространства с помощью невидимых волн.
В наши дни радиочастотный диапазон необозрим, он простирается от волн с очень низкой частотой (3000 циклов в секунду, используется для связи на подводных лодках) и до волн со сверхвысокой частотой (30 миллиардов циклов в секунду, используется для спутниковой связи). Весь диапазон насыщен движением, успешный «коннект» требует точной настройки на обоих концах, чтобы удаленные друг от друга приемник и передатчик могли «услышать» друг друга, пробившись сквозь какофонию множества сигналов. Для сравнения: на заре радиовещания этот диапазон представлял собой пустыню, настройка была неточной, требовалось лишь, чтобы первые грубые передатчики и приемники просто нашли друг друга.
Лоджа, как и Герца, Максвелла и Фарадея, интересовала не коммерческая выгода, а чисто научная сторона проводимых экспериментов. В 1897 году Лодж подал заявку на патент, создавший практическую базу для передачи и приема радиосигналов (в то время этот процесс именовался синтонией). Однако он не стал заниматься продвижением своего изобретения, предоставив это людям с коммерческой жилкой
[70]. Лодж знал, что судьба предпринимателя связана с постоянными судебными тяжбами, чего ему явно не хотелось.
Инстинкт ученого – публикация статей о своих работах с надеждой на то, что все полезное, по возможности, будет быстро использовано. При этом ученый надеется, что все будет по-честному, и он не останется в дураках, когда его изобретение принесет коммерческую выгоду. Предоставление монополии – сомнительное благодеяние, оно означает, что ученый будет биться за эту монополию, и сражение поглотит его энергию, он зря потратит свое время, и у него не останется сил на дальнейшую плодотворную работу.
Приблизительно в 1800 году шотландец Эндрю Джеймсон (Джеймисон) эмигрировал в Дублин и занялся самым шотландским делом – изготовлением виски. Он следовал по стопам старшего брата Джона, марка виски которого дожила до наших дней. Дела у Эндрю пошли успешно. У его дочери Энни был чудесный голос, вызывавший у слушателей слезы восторга. Ковент-Гарден предложил Энни ангажемент, однако отец запретил ей поступать на сцену: молодой респектабельной женщине такое занятие не к лицу. Чтобы как-то утешить дочь, он отправил ее в большое путешествие по Италии.
Энни задержалась в семейном бизнесе в Болонье, там она влюбилась в Джузеппе Маркони, овдовевшего зятя хозяев ее гостиницы. Джузеппе сделал ей предложение, Энни согласилась, но отец, возмущенный романом с итальянским вдовцом, на семнадцать лет старше девушки, снова разрушил мечты дочери и запретил брак. Энни вернулась в Ирландию с разбитым сердцем; влюбленные тайно переписывались, и когда в 1864 году Энни достигла совершеннолетия, она тайком перебралась во Францию, где и вышла замуж за Джузеппе. Пара вернулась в Болонью, через год у них родился сын, Альфонсо, а через девять лет – еще один сын, Гульельмо.
Воспитание Гульельмо было, как мы сказали бы сегодня, нетрадиционным. Родители не давили в плане учебы, мальчик посещал местные школы только по настроению, так что когда пришло время поступать в колледж, выяснилось, что он не готов стать студентом знаменитого Болонского университета. История о том, как этот совершенно ничем не примечательный молодой человек превзошел в области радиосвязи соперников старше и талантливее себя, причем не только в Англии, но и в Европе, США, России и прочих странах, вдохновляет сегодняшних первопроходцев в области высоких технологий.
С самого начала Гульельмо пристрастился к физике и химии. Лето 1894 года семья проводила в итальянских Альпах, и мальчик взял с собой биографию Герца. Гульельмо заинтересовался экспериментами Герца с радиоволнами и, когда вернулся домой, приспособил пустовавший чердак семейной виллы Гриффоне для собственных опытов.
Кроме пустого верхнего этажа, вилла обладала еще одним достоинством: по соседству проживал Аугусто Риги, гигант ранних исследований электромагнетизма. Доступ к библиотеке Риги оказался ценнее, чем доступ в лабораторию, так как оборудование, которое ученый использовал для генерации и обнаружения микроволн, очень отличалось от оборудования для генерации радиоволн.
Скупой отец Маркони нехотя оплачивал увлечения сына, что побудило Гульельмо к занятиям коммерцией; на практике это означало передачу радиоволн на все большие расстояния. В то время как Герц, Лодж, Риги и их коллеги главным образом работали над настройкой, Маркони совершенно не уделял этому внимания. Возясь с приемниками и передатчиками, он вносил только те изменения, которые способствовали увеличению расстояния для передачи сигнала. Исчерпав возможности чердака, Гульельмо продолжил эксперименты в итальянских горах. С чердака он передавал букву «s» – три точки, три быстрых удара молотком по приемнику. В нескольких сотнях метров брат Альфонсо или местный сосед-фермер Миньяни махали платком в знак того, что приняли сигнал. Разглядеть платок на километровом расстоянии Маркони не мог, а потому предложил своим ассистентам стрелять из ружья, едва сигнал дойдет. В знаменательный день 1895 года он снова передал «s» и почти немедленно услышал звук выстрела, раскатившийся в горах.
