Άλλα άρθρα της σειράς:
- Η ιστορία του ρελέ
- Ιστορία των ηλεκτρονικών υπολογιστών
- Η ιστορία του τρανζίστορ
- Ιστορία του Διαδικτύου
В είδαμε πώς κατασκευάστηκε η πρώτη γενιά ψηφιακών υπολογιστών με βάση την πρώτη γενιά αυτόματων ηλεκτρικών διακοπτών - ηλεκτρομαγνητικών ρελέ. Αλλά μέχρι τη στιγμή που δημιουργήθηκαν αυτοί οι υπολογιστές, υπήρχε ένας άλλος ψηφιακός διακόπτης που περίμενε στα παρασκήνια. Ο ηλεκτρονόμος ήταν μια ηλεκτρομαγνητική συσκευή (χρησιμοποιούσε ηλεκτρική ενέργεια για τη λειτουργία ενός μηχανικού διακόπτη) και η νέα κατηγορία ψηφιακών διακοπτών ήταν ηλεκτρονικά - βασισμένη σε νέες γνώσεις για το ηλεκτρόνιο που εμφανίστηκε στις αρχές του 20ου αιώνα. Αυτή η επιστήμη έδειξε ότι ο φορέας της ηλεκτρικής δύναμης δεν ήταν ένα ρεύμα, ούτε ένα κύμα, ούτε ένα πεδίο - αλλά ένα στερεό σωματίδιο.
Η συσκευή που γέννησε την εποχή των ηλεκτρονικών βασισμένη σε αυτή τη νέα φυσική έγινε γνωστή ως σωλήνας κενού. Η ιστορία της δημιουργίας του περιλαμβάνει δύο άτομα: έναν Άγγλο και Αμερικανός . Στην πραγματικότητα, η προέλευση των ηλεκτρονικών είναι πιο περίπλοκη, με πολλά νήματα να διασχίζουν την Ευρώπη και τον Ατλαντικό, που εκτείνονται από τα πρώτα πειράματα με τα βάζα Leyden στα μέσα του 18ου αιώνα.
Αλλά στο πλαίσιο της παρουσίασής μας θα είναι βολικό να καλύψουμε (λογοπαίγνιο!) αυτή την ιστορία, ξεκινώντας από τον Thomas Edison. Στη δεκαετία του 1880, ο Έντισον έκανε μια ενδιαφέρουσα ανακάλυψη ενώ εργαζόταν στον ηλεκτρικό φωτισμό - μια ανακάλυψη που θέτει το σκηνικό για την ιστορία μας. Από εδώ προέκυψε η περαιτέρω ανάπτυξη των σωλήνων κενού, που απαιτούνται για δύο τεχνολογικά συστήματα: μια νέα μορφή ασύρματων μηνυμάτων και τα συνεχώς διευρυνόμενα τηλεφωνικά δίκτυα.
Πρόλογος: Έντισον
Ο Έντισον θεωρείται γενικά ο εφευρέτης του λαμπτήρα. Αυτό του δίνει πάρα πολύ και πολύ λίγη πίστη ταυτόχρονα. Πάρα πολλά, γιατί ο Έντισον δεν ήταν ο μόνος που εφηύρε τη φωτεινή λάμπα. Εκτός από το πλήθος των εφευρετών που προηγήθηκαν, των οποίων οι δημιουργίες δεν έφτασαν στην εμπορική εφαρμογή, μπορούμε να αναφέρουμε τους Joseph Swan και Charles Stern από τη Βρετανία και τον Αμερικανό William Sawyer, που έφερε λαμπτήρες στην αγορά ταυτόχρονα με τον Edison. [Η τιμή της εφεύρεσης ανήκει επίσης στον Ρώσο εφευρέτη . Ο Lodygin ήταν ο πρώτος που μάντεψε να αντλήσει αέρα από μια λάμπα γυάλινης λάμπας και στη συνέχεια πρότεινε να φτιάξει το νήμα όχι από άνθρακα ή απανθρακωμένες ίνες, αλλά από πυρίμαχο βολφράμιο / περίπου. μετάφραση]. Όλοι οι λαμπτήρες αποτελούνταν από μια σφραγισμένη γυάλινη λάμπα, στο εσωτερικό της οποίας υπήρχε ένα ανθεκτικό νήμα. Όταν ο λαμπτήρας συνδέθηκε στο κύκλωμα, η θερμότητα που παράγεται από την αντίσταση του νήματος στο ρεύμα προκάλεσε τη λάμψη του. Ο αέρας αντλήθηκε από τη φιάλη για να αποτρέψει το νήμα να πιάσει φωτιά. Το ηλεκτρικό φως ήταν ήδη γνωστό στις μεγάλες πόλεις με τη μορφή , χρησιμοποιείται για να φωτίζει μεγάλους δημόσιους χώρους. Όλοι αυτοί οι εφευρέτες έψαχναν έναν τρόπο να μειώσουν την ποσότητα φωτός παίρνοντας ένα φωτεινό σωματίδιο από ένα φλεγόμενο τόξο, αρκετά μικρό για να χρησιμοποιηθεί σε σπίτια για να αντικαταστήσει τις λάμπες αερίου και να κάνει την πηγή φωτός ασφαλέστερη, καθαρότερη και φωτεινότερη.
Και αυτό που έκανε πραγματικά ο Έντισον -ή μάλλον, αυτό που δημιούργησε το βιομηχανικό του εργαστήριο- δεν ήταν απλώς η δημιουργία μιας πηγής φωτός. Κατασκεύασαν ολόκληρο ηλεκτρικό σύστημα για φωτισμό σπιτιών - γεννήτριες, καλώδια μετάδοσης ρεύματος, μετασχηματιστές κ.λπ. Από όλα αυτά, ο λαμπτήρας ήταν μόνο το πιο εμφανές και ορατό εξάρτημα. Η παρουσία του ονόματος του Έντισον στις εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας του δεν ήταν μια απλή αφήγηση για τον μεγάλο εφευρέτη, όπως συνέβη με την Bell Telephone. Ο Έντισον έδειξε ότι δεν είναι μόνο εφευρέτης, αλλά και αρχιτέκτονας συστημάτων. Το εργαστήριό του συνέχισε να εργάζεται για τη βελτίωση διαφόρων εξαρτημάτων ηλεκτρικού φωτισμού ακόμη και μετά την πρώιμη επιτυχία τους.
Ένα παράδειγμα των πρώιμων λαμπτήρων του Έντισον
Κατά τη διάρκεια έρευνας γύρω στο 1883, ο Έντισον (και πιθανώς ένας από τους υπαλλήλους του) αποφάσισε να περικλείσει μια μεταλλική πλάκα μέσα σε μια φωτεινή λάμπα μαζί με ένα νήμα. Οι λόγοι αυτής της ενέργειας είναι ασαφείς. Ίσως αυτή ήταν μια προσπάθεια να εξαλειφθεί το σκοτάδι της λάμπας - το εσωτερικό του γυαλιού του λαμπτήρα συσσώρευσε μια μυστηριώδη σκοτεινή ουσία με την πάροδο του χρόνου. Ο μηχανικός προφανώς ήλπιζε ότι αυτά τα μαύρα σωματίδια θα έλκονταν από την ενεργοποιημένη πλάκα. Προς έκπληξή του, ανακάλυψε ότι όταν η πλάκα συμπεριλήφθηκε στο κύκλωμα μαζί με το θετικό άκρο του νήματος, η ποσότητα του ρεύματος που διέρρεε μέσα από το νήμα ήταν ευθέως ανάλογη με την ένταση της λάμψης του νήματος. Κατά τη σύνδεση της πλάκας στο αρνητικό άκρο του νήματος, δεν παρατηρήθηκε κάτι τέτοιο.
Ο Έντισον αποφάσισε ότι αυτό το φαινόμενο, που αργότερα ονομάστηκε φαινόμενο Έντισον ή , μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση ή ακόμα και τον έλεγχο της «ηλεκτροκινητικής δύναμης» ή της τάσης σε ένα ηλεκτρικό σύστημα. Από συνήθεια, έκανε αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για αυτόν τον «ηλεκτρικό δείκτη» και στη συνέχεια επέστρεψε σε πιο σημαντικά καθήκοντα.
Χωρίς καλώδια
Ας προχωρήσουμε γρήγορα 20 χρόνια στο μέλλον, στο 1904. Αυτή τη στιγμή στην Αγγλία, ο John Ambrose Fleming δούλευε με οδηγίες από την εταιρεία Marconi για τη βελτίωση ενός δέκτη ραδιοκυμάτων.
Είναι σημαντικό να καταλάβουμε τι ήταν και τι δεν ήταν το ραδιόφωνο αυτή τη στιγμή, τόσο από άποψη οργάνου όσο και από πλευράς πρακτικής. Το ραδιόφωνο δεν λεγόταν καν «ραδιόφωνο» τότε, το έλεγαν «ασύρματο». Ο όρος «ραδιόφωνο» επικράτησε μόλις τη δεκαετία του 1910. Συγκεκριμένα, αναφερόταν στην ασύρματη τηλεγραφία - ένα σύστημα μετάδοσης σημάτων με τη μορφή κουκκίδων και παύλων από τον αποστολέα στον παραλήπτη. Η κύρια εφαρμογή του ήταν η επικοινωνία μεταξύ πλοίων και λιμενικών υπηρεσιών και από αυτή την άποψη ενδιέφερε τις ναυτιλιακές αρχές σε όλο τον κόσμο.
Ορισμένοι εφευρέτες εκείνης της εποχής, συγκεκριμένα, , πειραματίστηκε με την ιδέα ενός ραδιοτηλεφώνου - που μεταδίδει φωνητικά μηνύματα στον αέρα με τη μορφή συνεχούς κύματος. Αλλά η μετάδοση με τη σύγχρονη έννοια δεν εμφανίστηκε παρά μόνο 15 χρόνια αργότερα: η μετάδοση ειδήσεων, ιστοριών, μουσικής και άλλων προγραμμάτων για υποδοχή από ένα ευρύ κοινό. Μέχρι τότε, η πανκατευθυντική φύση των ραδιοφωνικών σημάτων θεωρούνταν ως πρόβλημα που έπρεπε να επιλυθεί και όχι ως χαρακτηριστικό που μπορούσε να αξιοποιηθεί.
Ο ραδιοφωνικός εξοπλισμός που υπήρχε εκείνη την εποχή ήταν κατάλληλος για εργασία με κώδικα Μορς και κακώς κατάλληλος για οτιδήποτε άλλο. Οι πομποί δημιούργησαν κύματα Hertzian στέλνοντας μια σπίθα σε ένα κενό στο κύκλωμα. Επομένως, το σήμα συνοδεύτηκε από ένα κροτάλισμα στατικού.
Οι δέκτες αναγνώρισαν αυτό το σήμα μέσω ενός συνεκτικού: μεταλλικά ρινίσματα σε έναν γυάλινο σωλήνα, συγκρούονται μεταξύ τους υπό την επίδραση ραδιοκυμάτων σε μια συνεχή μάζα και έτσι ολοκληρώνουν το κύκλωμα. Στη συνέχεια, το γυαλί έπρεπε να χτυπηθεί έτσι ώστε το πριονίδι να αποσυντεθεί και ο δέκτης να είναι έτοιμος για το επόμενο σήμα - στην αρχή αυτό γινόταν χειροκίνητα, αλλά σύντομα εμφανίστηκαν αυτόματες συσκευές για αυτό.
Το 1905 μόλις άρχισαν να εμφανίζονται , γνωστό και ως «μουστάκι της γάτας». Αποδείχθηκε ότι απλά αγγίζοντας ένα συγκεκριμένο κρύσταλλο με ένα σύρμα, για παράδειγμα, πυρίτιο, σιδηροπυρίτη ή , ήταν δυνατό να αρπάξει ένα ραδιοφωνικό σήμα από τον αέρα. Οι δέκτες που προέκυψαν ήταν φθηνοί, συμπαγείς και προσβάσιμοι σε όλους. Ενθάρρυναν την ανάπτυξη του ερασιτεχνικού ραδιοφώνου, ιδιαίτερα στους νέους. Η ξαφνική αύξηση της πληρότητας του χρόνου ομιλίας που προέκυψε ως αποτέλεσμα αυτού οδήγησε σε προβλήματα λόγω του γεγονότος ότι ο χρόνος μετάδοσης του ραδιοφώνου κατανεμήθηκε μεταξύ όλων των χρηστών. Οι αθώες συνομιλίες μεταξύ ερασιτεχνών θα μπορούσαν κατά λάθος να διασταυρωθούν με τις διαπραγματεύσεις του θαλάσσιου στόλου και ορισμένοι χούλιγκαν κατάφεραν ακόμη και να δώσουν ψευδείς εντολές και να στείλουν σήματα για βοήθεια. Το κράτος αναπόφευκτα έπρεπε να παρέμβει. Όπως έγραψε ο ίδιος ο Ambrose Fleming, η έλευση των ανιχνευτών κρυστάλλων
οδήγησε αμέσως σε έξαρση της ανεύθυνης ραδιοτηλεγραφίας λόγω των γελοιοτήτων αμέτρητων ερασιτεχνών ηλεκτρολόγων και φοιτητών, απαιτώντας την ισχυρή παρέμβαση των εθνικών και διεθνών αρχών για να διατηρηθούν τα πράγματα υγιή και ασφαλή.
Από τις ασυνήθιστες ηλεκτρικές ιδιότητες αυτών των κρυστάλλων, η τρίτη γενιά ψηφιακών διακοπτών θα αναδυθεί σε εύθετο χρόνο, ακολουθώντας ρελέ και λαμπτήρες - τους διακόπτες που κυριαρχούν στον κόσμο μας. Όλα όμως έχουν τον χρόνο τους. Περιγράψαμε τη σκηνή, τώρα ας επιστρέψουμε όλη την προσοχή στον ηθοποιό που μόλις εμφανίστηκε στο προσκήνιο: Ambrose Fleming, Αγγλία, 1904.
Βαλβίδα
Το 1904, ο Φλέμινγκ ήταν καθηγητής ηλεκτρολόγων μηχανικών στο University College του Λονδίνου και σύμβουλος της εταιρείας Marconi. Η εταιρεία τον προσέλαβε αρχικά για να παρέχει τεχνογνωσία στην κατασκευή του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά στη συνέχεια ασχολήθηκε με το έργο της βελτίωσης του δέκτη.
Φλέμινγκ το 1890
Όλοι γνώριζαν ότι ο συνεκτικός δέκτης ήταν φτωχός από την άποψη της ευαισθησίας και ο μαγνητικός ανιχνευτής που αναπτύχθηκε στο Macroni δεν ήταν ιδιαίτερα καλύτερος. Για να βρει έναν αντικαταστάτη, ο Fleming αποφάσισε αρχικά να κατασκευάσει ένα ευαίσθητο κύκλωμα για την ανίχνευση των κυμάτων Hertzian. Μια τέτοια συσκευή, ακόμη και χωρίς να γίνει ανιχνευτής από μόνη της, θα ήταν χρήσιμη σε μελλοντική έρευνα.
Για να το κάνει αυτό, χρειαζόταν να βρει έναν τρόπο να μετράει συνεχώς το ρεύμα που δημιουργείται από τα εισερχόμενα κύματα, αντί να χρησιμοποιεί ένα διακριτό συνεκτικό (που εμφανιζόταν μόνο στις καταστάσεις - όπου το πριονίδι κόλλησε μαζί - ή σε καταστάσεις off). Όμως οι γνωστές συσκευές μέτρησης της έντασης του ρεύματος - γαλβανόμετρα - απαιτούσαν σταθερό, δηλαδή μονοκατευθυντικό ρεύμα για τη λειτουργία. Το εναλλασσόμενο ρεύμα που διεγείρεται από τα ραδιοκύματα άλλαξε κατεύθυνση τόσο γρήγορα που δεν θα ήταν δυνατή η μέτρηση.
Ο Φλέμινγκ θυμήθηκε ότι είχε πολλά ενδιαφέροντα πράγματα συλλέγοντας σκόνη στην ντουλάπα του - ενδεικτικές λάμπες Edison. Στη δεκαετία του 1880 ήταν σύμβουλος της Edison Electric Lighting Company στο Λονδίνο και εργάστηκε για το πρόβλημα του μαυρίσματος των λαμπτήρων. Εκείνη την εποχή έλαβε πολλά αντίγραφα του δείκτη, πιθανώς από τον William Preece, τον αρχιηλεκτρολόγο μηχανικό της Βρετανικής Ταχυδρομικής Υπηρεσίας, ο οποίος μόλις είχε επιστρέψει από μια έκθεση ηλεκτρικών στη Φιλαδέλφεια. Εκείνη την εποχή, ο έλεγχος του τηλέγραφου και του τηλεφώνου ήταν κοινή πρακτική εκτός των Ηνωμένων Πολιτειών για τις ταχυδρομικές υπηρεσίες, επομένως ήταν κέντρα τεχνογνωσίας στον ηλεκτρισμό.
Αργότερα, στη δεκαετία του 1890, ο ίδιος ο Fleming μελέτησε το φαινόμενο Edison χρησιμοποιώντας λαμπτήρες που προέρχονται από την Preece. Έδειξε ότι το αποτέλεσμα ήταν ότι το ρεύμα έρεε προς μία κατεύθυνση: ένα αρνητικό ηλεκτρικό δυναμικό μπορούσε να ρέει από το ζεστό νήμα στο ψυχρό ηλεκτρόδιο, αλλά όχι το αντίστροφο. Αλλά μόλις το 1904, όταν ήρθε αντιμέτωπος με το έργο της ανίχνευσης ραδιοκυμάτων, συνειδητοποίησε ότι αυτό το γεγονός μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην πράξη. Ο δείκτης Edison θα επιτρέπει μόνο στους παλμούς AC να διασχίζουν το κενό μεταξύ του νήματος και της πλάκας, με αποτέλεσμα μια σταθερή και μονής κατεύθυνσης ροή.
Ο Φλέμινγκ πήρε μια λάμπα, τη συνέδεσε σε σειρά με ένα γαλβανόμετρο και άνοιξε τον πομπό σπινθήρα. Voila - ο καθρέφτης γύρισε και η δέσμη φωτός κινήθηκε στη ζυγαριά. Δούλεψε. Θα μπορούσε να μετρήσει με ακρίβεια το εισερχόμενο ραδιοφωνικό σήμα.
Πρωτότυπα βαλβίδων Fleming. Η άνοδος βρίσκεται στη μέση του βρόχου νήματος (καυτή κάθοδος)
Ο Φλέμινγκ ονόμασε την εφεύρεσή του «βαλβίδα» επειδή επέτρεπε στον ηλεκτρισμό να ρέει μόνο προς μία κατεύθυνση. Με γενικότερους όρους ηλεκτρολογικής μηχανικής, ήταν ένας ανορθωτής - μια μέθοδος μετατροπής του εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα. Τότε ονομαζόταν δίοδος επειδή είχε δύο ηλεκτρόδια - μια θερμή κάθοδο (νήμα) που εξέπεμπε ηλεκτρισμό και μια ψυχρή άνοδο (πλάκα) που την δεχόταν. Ο Fleming εισήγαγε αρκετές βελτιώσεις στο σχεδιασμό, αλλά στην ουσία η συσκευή δεν διέφερε από την ενδεικτική λυχνία που κατασκεύασε ο Edison. Η μετάβασή του σε μια νέα ποιότητα συνέβη ως αποτέλεσμα μιας αλλαγής στον τρόπο σκέψης - έχουμε ήδη δει αυτό το φαινόμενο πολλές φορές. Η αλλαγή έγινε στον κόσμο των ιδεών στο κεφάλι του Φλέμινγκ, όχι στον κόσμο των πραγμάτων έξω από αυτόν.
Η ίδια η βαλβίδα Fleming ήταν χρήσιμη. Ήταν η καλύτερη συσκευή πεδίου για τη μέτρηση ραδιοσημάτων και ένας καλός ανιχνευτής από μόνος του. Αλλά δεν ταρακούνησε τον κόσμο. Η εκρηκτική ανάπτυξη των ηλεκτρονικών ξεκίνησε μόνο αφού ο Lee de Forest πρόσθεσε ένα τρίτο ηλεκτρόδιο και μετέτρεψε τη βαλβίδα σε ρελέ.
Ακούγοντας
Ο Lee de Forest είχε μια ασυνήθιστη ανατροφή για έναν μαθητή του Yale. Ο πατέρας του, ο αιδεσιμότατος Χένρι ντε Φόρεστ, ήταν βετεράνος του Εμφυλίου Πολέμου από τη Νέα Υόρκη και πάστορας. , και πίστευε ακράδαντα ότι ως ιεροκήρυκας έπρεπε να διαδώσει το θείο φως της γνώσης και της δικαιοσύνης. Υπακούοντας στο κάλεσμα του καθήκοντος, δέχτηκε μια πρόσκληση να γίνει πρόεδρος του Κολεγίου Talladega στην Αλαμπάμα. Το κολέγιο ιδρύθηκε μετά τον Εμφύλιο Πόλεμο από την Αμερικανική Ιεραποστολική Ένωση, με έδρα τη Νέα Υόρκη. Είχε σκοπό να εκπαιδεύσει και να καθοδηγήσει τους ντόπιους μαύρους κατοίκους. Εκεί ο Λι ένιωσε τον εαυτό του ανάμεσα σε έναν βράχο και ένα σκληρό μέρος - οι ντόπιοι μαύροι τον ταπείνωσαν για την αφέλεια και τη δειλία του και οι ντόπιοι λευκοί - για .
Κι όμως, ως νέος, ο ντε Φόρεστ ανέπτυξε μια έντονη αίσθηση αυτοπεποίθησης. Ανακάλυψε μια τάση για τη μηχανική και την εφεύρεση - το μοντέλο της ατμομηχανής του έγινε ένα τοπικό θαύμα. Ως έφηβος, ενώ σπούδαζε στο Talladega, αποφάσισε να αφιερώσει τη ζωή του στην εφεύρεση. Στη συνέχεια, ως νεαρός άνδρας και ζώντας στην πόλη του New Haven, ο γιος του πάστορα απέρριψε τις τελευταίες θρησκευτικές του πεποιθήσεις. Σταδιακά έφυγαν λόγω της γνωριμίας τους με τον Δαρβινισμό και μετά παρασύρθηκαν σαν άνεμος μετά τον πρόωρο θάνατο του πατέρα του. Αλλά η αίσθηση του πεπρωμένου του δεν άφησε τον ντε Φόρεστ - θεωρούσε τον εαυτό του ιδιοφυΐα και προσπάθησε να γίνει ο δεύτερος Νίκολα Τέσλα, ένας πλούσιος, διάσημος και μυστηριώδης μάγος της εποχής του ηλεκτρισμού. Οι συμμαθητές του στο Γέιλ τον θεωρούσαν αυτάρεσκο άνεμο. Ίσως είναι ο λιγότερο δημοφιλής άνθρωπος που έχουμε γνωρίσει ποτέ στην ιστορία μας.
de Forest, περ. 1900
Μετά την αποφοίτησή του από το Πανεπιστήμιο Yale το 1899, ο de Forest επέλεξε να κυριαρχήσει στην αναδυόμενη τέχνη της ασύρματης μετάδοσης σήματος ως δρόμο προς τον πλούτο και τη φήμη. Τις δεκαετίες που ακολούθησαν, εισέβαλε σε αυτό το μονοπάτι με μεγάλη αποφασιστικότητα και αυτοπεποίθηση, και χωρίς κανένα δισταγμό. Όλα ξεκίνησαν με τη συνεργασία του de Forest και του συντρόφου του Ed Smythe στο Σικάγο. Ο Smythe διατήρησε την επιχείρησή τους με τακτικές πληρωμές και μαζί ανέπτυξαν τον δικό τους ανιχνευτή ραδιοκυμάτων, αποτελούμενο από δύο μεταλλικές πλάκες που συγκρατούνται μεταξύ τους με κόλλα που ο de Forest ονόμασε «πάστα» [goo]. Όμως ο ντε Φόρεστ δεν μπορούσε να περιμένει πολύ για ανταμοιβές για την ιδιοφυΐα του. Ξεφορτώθηκε τον Smythe και συνεργάστηκε με έναν σκιερό χρηματοδότη από τη Νέα Υόρκη που ονομαζόταν Abraham White [ειρωνικά άλλαξε το όνομά του από αυτό που του δόθηκε κατά τη γέννηση, Schwartz, για να κρύψει τις σκοτεινές του υποθέσεις. Λευκό/Λευκό – (Αγγλικά) λευκό, Schwarz/Schwarz – (Γερμανικά) μαύρο / περίπου. μετάφραση], ανοίγοντας την De Forest Wireless Telegraph Company.
Οι ίδιες οι δραστηριότητες της εταιρείας ήταν δευτερεύουσας σημασίας και για τους δύο ήρωές μας. Ο Γουάιτ εκμεταλλεύτηκε την άγνοια των ανθρώπων για να στρώσει τις τσέπες του. Έκλεψε εκατομμύρια από επενδυτές που αγωνίζονταν να συμβαδίσουν με την αναμενόμενη ραδιοφωνική έκρηξη. Και ο de Forest, χάρη στην άφθονη ροή κεφαλαίων από αυτά τα «κορόιδα», επικεντρώθηκε στην απόδειξη της ιδιοφυΐας του μέσω της ανάπτυξης ενός νέου αμερικανικού συστήματος για ασύρματη μετάδοση πληροφοριών (σε αντίθεση με το ευρωπαϊκό που ανέπτυξαν οι Marconi και άλλοι).
Δυστυχώς για το αμερικανικό σύστημα, ο ανιχνευτής de Forest δεν λειτούργησε ιδιαίτερα καλά. Έλυσε αυτό το πρόβλημα για ένα διάστημα δανειζόμενος το πατενταρισμένο σχέδιο του Reginald Fessenden για έναν ανιχνευτή που ονομάζεται "liquid baretter" - δύο σύρματα πλατίνας βυθισμένα σε ένα λουτρό θειικού οξέος. Ο Fessenden υπέβαλε μήνυση για παραβίαση διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας - και προφανώς θα είχε κερδίσει αυτή τη δίκη. Ο De Forest δεν μπορούσε να ησυχάσει μέχρι να βρει έναν νέο ανιχνευτή που ανήκε μόνο σε αυτόν. Το φθινόπωρο του 1906, ανακοίνωσε τη δημιουργία ενός τέτοιου ανιχνευτή. Σε δύο ξεχωριστές συναντήσεις στο Αμερικανικό Ινστιτούτο Ηλεκτρολόγων Μηχανικών, ο ντε Φόρεστ περιέγραψε τον νέο του ασύρματο ανιχνευτή, τον οποίο ονόμασε Audion. Όμως η πραγματική προέλευσή του είναι αμφίβολη.
Για ένα διάστημα, οι προσπάθειες του de Forest να κατασκευάσει έναν νέο ανιχνευτή περιστρέφονταν γύρω από τη διέλευση ρεύματος μέσα από μια φλόγα , που, κατά τη γνώμη του, θα μπορούσε να είναι ένας ασύμμετρος αγωγός. Η ιδέα, όπως φαίνεται, δεν στέφθηκε με επιτυχία. Κάποια στιγμή το 1905 έμαθε για τη βαλβίδα Fleming. Ο De Forest κατάλαβε ότι αυτή η βαλβίδα και η συσκευή της που βασίζεται στον καυστήρα δεν διαφέρουν ουσιαστικά - αν αντικαθιστούσατε το ζεστό νήμα με φλόγα και το κάλυπτε με μια γυάλινη λάμπα για να περιορίσετε το αέριο, θα είχατε την ίδια βαλβίδα. Ανέπτυξε μια σειρά από διπλώματα ευρεσιτεχνίας που ακολούθησαν την ιστορία των εφευρέσεων βαλβίδων πριν από το Φλέμινγκ χρησιμοποιώντας ανιχνευτές φλόγας αερίου. Προφανώς ήθελε να δώσει στον εαυτό του προτεραιότητα στην εφεύρεση, παρακάμπτοντας το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του Φλέμινγκ, αφού η εργασία με τον καυστήρα Μπούνσεν προηγήθηκε της εργασίας του Φλέμινγκ (συνεχιζόταν από το 1900).
Είναι αδύνατο να πούμε αν πρόκειται για αυταπάτη ή απάτη, αλλά το αποτέλεσμα ήταν το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του ντε Φόρεστ τον Αύγουστο του 1906 για «ένα άδειο γυάλινο δοχείο που περιέχει δύο ξεχωριστά ηλεκτρόδια, μεταξύ των οποίων υπάρχει ένα αέριο μέσο το οποίο, όταν θερμαίνεται επαρκώς, γίνεται αγωγός και σχηματίζει ένα αισθητήριο στοιχείο». Ο εξοπλισμός και η λειτουργία της συσκευής οφείλεται στο Fleming, και η εξήγηση της λειτουργίας της οφείλεται στην De Forest. Ο De Forest έχασε τελικά τη διαμάχη για τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας, αν και χρειάστηκε δέκα χρόνια.
Ο πρόθυμος αναγνώστης μπορεί ήδη να αναρωτιέται γιατί ξοδεύουμε τόσο πολύ χρόνο σε αυτόν τον άνθρωπο του οποίου η αυτοαποκαλούμενη ιδιοφυΐα περνούσε τις ιδέες των άλλων ως δικές του; Ο λόγος έγκειται στις μεταμορφώσεις που υπέστη η Audion τους τελευταίους μήνες του 1906.
Μέχρι τότε, ο ντε Φόρεστ δεν είχε δουλειά. Ο White και οι συνεργάτες του απέφυγαν την ευθύνη σε σχέση με την αγωγή του Fessenden δημιουργώντας μια νέα εταιρεία, την United Wireless, και δανείζοντάς της περιουσιακά στοιχεία της American De Forest για $1. Ο De Forest εκδιώχθηκε με αποζημίωση 1000 δολαρίων και αρκετές άχρηστες πατέντες στα χέρια του, συμπεριλαμβανομένης της πατέντας για την Audion. Συνηθισμένος σε έναν πλούσιο τρόπο ζωής, αντιμετώπισε σοβαρές οικονομικές δυσκολίες και προσπάθησε απεγνωσμένα να μετατρέψει την Audion σε μεγάλη επιτυχία.
Για να καταλάβουμε τι συνέβη στη συνέχεια, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ότι ο ντε Φόρεστ πίστευε ότι είχε εφεύρει το ρελέ - σε αντίθεση με τον ανορθωτή Φλέμινγκ. Έκανε το Audion του συνδέοντας μια μπαταρία σε μια πλάκα ψυχρής βαλβίδας και πίστευε ότι το σήμα στο κύκλωμα της κεραίας (που συνδέεται με το ζεστό νήμα) διαμορφώνει ένα υψηλότερο ρεύμα στο κύκλωμα της μπαταρίας. Έκανε λάθος: δεν ήταν δύο κυκλώματα, η μπαταρία απλώς μετατόπισε το σήμα από την κεραία, αντί να το ενίσχυε.
Αλλά αυτό το σφάλμα έγινε κρίσιμο, καθώς οδήγησε τον de Forest σε πειράματα με ένα τρίτο ηλεκτρόδιο στη φιάλη, το οποίο υποτίθεται ότι αποσυνδέει περαιτέρω τα δύο κυκλώματα αυτού του «ρελέ». Στην αρχή πρόσθεσε ένα δεύτερο ψυχρό ηλεκτρόδιο δίπλα στο πρώτο, αλλά στη συνέχεια, ίσως επηρεασμένος από τους μηχανισμούς ελέγχου που χρησιμοποιούσαν οι φυσικοί για να ανακατευθύνουν τις δέσμες σε συσκευές καθόδου, κίνησε το ηλεκτρόδιο στη θέση του μεταξύ του νήματος και της κύριας πλάκας. Αποφάσισε ότι αυτή η θέση θα μπορούσε να διακόψει τη ροή του ηλεκτρισμού και άλλαξε το σχήμα του τρίτου ηλεκτροδίου από μια πλάκα σε ένα κυματιστό σύρμα που έμοιαζε με ράπα - και το ονόμασε «πλέγμα».
1908 Τρίοδος ήχου. Το νήμα (σπασμένο) στα αριστερά είναι η κάθοδος, το κυματιστό σύρμα είναι το πλέγμα, η στρογγυλεμένη μεταλλική πλάκα είναι η άνοδος. Έχει ακόμα νήματα σαν κανονική λάμπα.
Και ήταν πραγματικά μια ρελέ. Ένα ασθενές ρεύμα (όπως αυτό που παράγεται από μια κεραία ραδιοφώνου) που εφαρμόζεται στο πλέγμα θα μπορούσε να ελέγξει ένα πολύ ισχυρότερο ρεύμα μεταξύ του νήματος και της πλάκας, απωθώντας φορτισμένα σωματίδια που προσπαθούσαν να περάσουν ανάμεσά τους. Αυτός ο ανιχνευτής λειτούργησε πολύ καλύτερα από τη βαλβίδα επειδή όχι μόνο διόρθωνε, αλλά και ενίσχυε το ραδιοσήμα. Και, όπως η βαλβίδα (και σε αντίθεση με το coherer), θα μπορούσε να παράγει ένα σταθερό σήμα, το οποίο κατέστησε δυνατή τη δημιουργία όχι μόνο ενός ραδιοτηλεγράφου, αλλά και ενός ραδιοτηλεφώνου (και αργότερα - τη μετάδοση φωνής και μουσικής).
Στην πράξη δεν λειτούργησε ιδιαίτερα καλά. Τα ηχητικά στοιχεία του De Forest ήταν περίεργα, εξαντλήθηκαν γρήγορα, δεν είχαν συνέπεια στην παραγωγή και ήταν αναποτελεσματικά ως ενισχυτές. Προκειμένου ένα συγκεκριμένο Audion να λειτουργεί σωστά, ήταν απαραίτητο να ρυθμίσετε τις ηλεκτρικές παραμέτρους του κυκλώματος σε αυτό.
Παρόλα αυτά, ο ντε Φόρεστ πίστευε στην εφεύρεσή του. Δημιούργησε μια νέα εταιρεία για να το διαφημίσει, την De Forest Radio Telephone Company, αλλά οι πωλήσεις ήταν ελάχιστες. Η μεγαλύτερη επιτυχία ήταν η πώληση εξοπλισμού στον στόλο για ενδοστόλο τηλεφωνία κατά τη διάρκεια του περίπλου του κόσμου».". Ωστόσο, ο διοικητής του στόλου, μη έχοντας χρόνο να βάλει τους πομπούς και τους δέκτες του de Forest να δουλέψουν και να εκπαιδεύσει το πλήρωμα στη χρήση τους, διέταξε να τους συσκευάσουν και να τους αφήσουν στην αποθήκευση. Επιπλέον, η νέα εταιρεία του De Forest, με επικεφαλής έναν οπαδό του Abraham White, δεν ήταν πιο αξιοπρεπής από την προηγούμενη. Για να προσθέσει στις ατυχίες του, σύντομα βρέθηκε να κατηγορείται για απάτη.
Για πέντε χρόνια, η Audion δεν πέτυχε τίποτα. Για άλλη μια φορά, το τηλέφωνο θα έπαιζε βασικό ρόλο στην ανάπτυξη του ψηφιακού ρελέ, αυτή τη φορά διασώζοντας μια πολλά υποσχόμενη αλλά μη δοκιμασμένη τεχνολογία που ήταν στα πρόθυρα της λήθης.
Και πάλι το τηλέφωνο
Το δίκτυο επικοινωνιών μεγάλων αποστάσεων ήταν το κεντρικό νευρικό σύστημα της AT&T. Συνέδεσε πολλές τοπικές εταιρείες και παρείχε ένα βασικό ανταγωνιστικό πλεονέκτημα καθώς έληξαν οι πατέντες της Bell. Με την ένταξη στο δίκτυο AT&T, ένας νέος πελάτης θα μπορούσε, θεωρητικά, να φτάσει σε όλους τους άλλους συνδρομητές χιλιάδες μίλια μακριά — αν και στην πραγματικότητα, οι υπεραστικές κλήσεις σπάνια πραγματοποιούνταν. Το δίκτυο ήταν επίσης η υλική βάση για την κυρίαρχη ιδεολογία της εταιρείας «One Policy, One System, One-Stop Service».
Αλλά με τις αρχές της δεύτερης δεκαετίας του εικοστού αιώνα, αυτό το δίκτυο έφτασε στο φυσικό του μέγιστο. Όσο πιο πολύ τεντώνονταν τα τηλεφωνικά καλώδια, τόσο πιο αδύναμο και πιο θορυβώδες γινόταν το σήμα που περνούσε μέσα από αυτά, και ως αποτέλεσμα, η ομιλία γινόταν σχεδόν μη ακουστή. Εξαιτίας αυτού, υπήρχαν στην πραγματικότητα δύο δίκτυα AT&T στις ΗΠΑ, που χωρίζονταν από μια ηπειρωτική κορυφογραμμή.
Για το ανατολικό δίκτυο, η Νέα Υόρκη ήταν το μανταλάκι, και οι μηχανικοί επαναλήπτες και – ένα δέσιμο που καθόριζε πόσο μακριά μπορούσε να ταξιδέψει μια ανθρώπινη φωνή. Αλλά αυτές οι τεχνολογίες δεν ήταν παντοδύναμες. Τα πηνία άλλαξαν τις ηλεκτρικές ιδιότητες του τηλεφωνικού κυκλώματος, μειώνοντας την εξασθένηση των φωνητικών συχνοτήτων - αλλά μπορούσαν μόνο να τη μειώσουν, όχι να την εξαλείψουν. Οι μηχανικοί επαναλήπτες (μόνο ένα ηχείο τηλεφώνου συνδεδεμένο σε ένα ενισχυτικό μικρόφωνο) πρόσθεταν θόρυβο σε κάθε επανάληψη. Η γραμμή του 1911 από τη Νέα Υόρκη στο Ντένβερ πήρε αυτή τη ζώνη στο μέγιστο μήκος της. Δεν έγινε λόγος για επέκταση του δικτύου σε ολόκληρη την ήπειρο. Ωστόσο, το 1909, ο John Carty, ο επικεφαλής μηχανικός της AT&T, υποσχέθηκε δημόσια να κάνει ακριβώς αυτό. Υποσχέθηκε να το κάνει αυτό σε πέντε χρόνια - μέχρι να ξεκινήσει στο Σαν Φρανσίσκο το 1915.
Ο πρώτος που έκανε δυνατή μια τέτοια επιχείρηση με τη βοήθεια ενός νέου τηλεφωνικού ενισχυτή δεν ήταν Αμερικανός, αλλά κληρονόμος μιας πλούσιας βιεννέζικης οικογένειας με ενδιαφέρον για την επιστήμη. Όντας νέος Με τη βοήθεια των γονιών του, αγόρασε μια εταιρεία κατασκευής τηλεφώνων και ξεκίνησε να φτιάξει έναν ενισχυτή τηλεφώνου. Μέχρι το 1906, είχε φτιάξει ένα ρελέ βασισμένο σε σωλήνες καθοδικών ακτίνων, οι οποίοι μέχρι εκείνη την εποχή χρησιμοποιούνταν ευρέως σε πειράματα φυσικής (και αργότερα έγιναν η βάση για την τεχνολογία οθόνης βίντεο που κυριάρχησε τον XNUMXο αιώνα). Το ασθενές εισερχόμενο σήμα έλεγχε έναν ηλεκτρομαγνήτη που λύγισε τη δέσμη, διαμορφώνοντας ένα ισχυρότερο ρεύμα στο κύριο κύκλωμα.
Μέχρι το 1910, ο von Lieben και οι συνάδελφοί του, Eugene Reise και Sigmund Strauss, έμαθαν για το Audione του de Forest και αντικατέστησαν τον μαγνήτη στον σωλήνα με ένα πλέγμα που έλεγχε τις καθοδικές ακτίνες - αυτό το σχέδιο ήταν το πιο αποτελεσματικό και ανώτερο από οτιδήποτε κατασκευάστηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες κράτη εκείνη την εποχή. Το γερμανικό τηλεφωνικό δίκτυο υιοθέτησε σύντομα τον ενισχυτή von Lieben. Το 1914, χάρη σε αυτήν, έγινε ένα νευρικό τηλεφώνημα από τον διοικητή του στρατού της Ανατολικής Πρωσίας στο γερμανικό αρχηγείο, που βρίσκεται 1000 χιλιόμετρα μακριά, στο Koblenz. Αυτό ανάγκασε τον αρχηγό του επιτελείου να στείλει τους στρατηγούς Χίντενμπεργκ και Λούντεντορφ ανατολικά, σε αιώνια δόξα και με τρομερές συνέπειες. Παρόμοιοι ενισχυτές συνέδεσαν αργότερα το γερμανικό αρχηγείο με στρατούς πεδίου στα νότια και ανατολικά μέχρι τη Μακεδονία και τη Ρουμανία.
Ένα αντίγραφο του βελτιωμένου ρελέ καθοδικών ακτίνων του von Lieben. Η κάθοδος βρίσκεται στο κάτω μέρος, η άνοδος είναι το πηνίο στην κορυφή και το πλέγμα είναι το στρογγυλό μεταλλικό φύλλο στη μέση.
Ωστόσο, τα γλωσσικά και γεωγραφικά εμπόδια, καθώς και ο πόλεμος, σήμαιναν ότι αυτό το σχέδιο δεν έφτασε στις Ηνωμένες Πολιτείες και άλλα γεγονότα το ξεπέρασαν σύντομα.
Εν τω μεταξύ, ο de Forest εγκατέλειψε την αποτυχημένη Radio Telephone Company το 1911 και κατέφυγε στην Καλιφόρνια. Εκεί έπιασε δουλειά στην Federal Telegraph Company στο Πάλο Άλτο, που ιδρύθηκε από έναν απόφοιτο του Στάνφορντ . Ονομαστικά, ο de Forest θα δούλευε σε έναν ενισχυτή που θα αύξανε την ένταση της ομοσπονδιακής εξόδου ραδιοφώνου. Στην πραγματικότητα, αυτός, ο Herbert van Ettan (έμπειρος μηχανικός τηλεφώνων) και ο Charles Logwood (σχεδιαστής δεκτών) ξεκίνησαν να δημιουργήσουν έναν ενισχυτή τηλεφώνου, ώστε οι τρεις τους να κερδίσουν ένα έπαθλο από την AT&T, το οποίο φημολογείται ότι ήταν 1 εκατομμύριο δολάρια.
Για να το κάνει αυτό, ο de Forest πήρε το Audion από τον ημιώροφο και μέχρι το 1912 αυτός και οι συνάδελφοί του είχαν ήδη μια συσκευή έτοιμη για επίδειξη στην τηλεφωνική εταιρεία. Αποτελούνταν από πολλά Audions συνδεδεμένα σε σειρά, δημιουργώντας ενίσχυση σε διάφορα στάδια, και αρκετά ακόμη βοηθητικά στοιχεία. Η συσκευή λειτούργησε πραγματικά—θα μπορούσε να ενισχύσει το σήμα αρκετά ώστε να ακούσετε ένα μαντήλι να πέφτει ή ένα ρολόι τσέπης να χτυπάει. Αλλά μόνο σε ρεύματα και τάσεις πολύ χαμηλές για να είναι χρήσιμες στην τηλεφωνία. Καθώς το ρεύμα αυξανόταν, τα Audions άρχισαν να εκπέμπουν μια μπλε λάμψη και το σήμα μετατράπηκε σε θόρυβο. Αλλά η βιομηχανία τηλεφώνων ενδιαφέρθηκε αρκετά για να πάει τη συσκευή στους μηχανικούς της και να δουν τι θα μπορούσαν να κάνουν με αυτήν. Έτυχε ένας από αυτούς, ο νεαρός φυσικός Χάρολντ Άρνολντ, ήξερε ακριβώς πώς να διορθώσει τον ενισχυτή από την Federal Telegraph.
Ήρθε η ώρα να συζητήσουμε πώς λειτούργησαν η βαλβίδα και το Audion. Η βασική γνώση που απαιτείται για να εξηγηθεί η δουλειά τους προέκυψε από το Εργαστήριο Cavendish στο Cambridge, μια δεξαμενή σκέψης για τη νέα φυσική ηλεκτρονίων. Το 1899 εκεί, ο J. J. Thomson έδειξε σε πειράματα με σωλήνες καθοδικών ακτίνων ότι ένα σωματίδιο με μάζα, το οποίο αργότερα έγινε γνωστό ως ηλεκτρόνιο, μεταφέρει ρεύμα από την κάθοδο στην άνοδο. Τα επόμενα χρόνια, ο Owen Richardson, ένας συνάδελφος του Thomson, ανέπτυξε αυτήν την πρόταση σε μια μαθηματική θεωρία θερμιονικής εκπομπής.
Ο Ambrose Fleming, ένας μηχανικός που εργαζόταν σε μια σύντομη διαδρομή με το τρένο από το Cambridge, ήταν εξοικειωμένος με αυτά τα έργα. Του ήταν ξεκάθαρο ότι η βαλβίδα του λειτουργούσε λόγω της θερμιονικής εκπομπής ηλεκτρονίων από το θερμαινόμενο νήμα, διασχίζοντας το κενό στην ψυχρή άνοδο. Αλλά το κενό στην ενδεικτική λυχνία δεν ήταν βαθύ - αυτό δεν ήταν απαραίτητο για έναν συνηθισμένο λαμπτήρα. Ήταν αρκετό να αντλήσει αρκετό οξυγόνο για να αποτρέψει το νήμα από το να πιάσει φωτιά. Ο Φλέμινγκ συνειδητοποίησε ότι για να λειτουργήσει καλύτερα η βαλβίδα, έπρεπε να αδειάσει όσο το δυνατόν καλύτερα, έτσι ώστε το υπόλοιπο αέριο να μην παρεμβαίνει στη ροή των ηλεκτρονίων.
Ο Ντε Φόρεστ δεν το κατάλαβε αυτό. Από τότε που ήρθε στη βαλβίδα και στην Audion μέσω πειραμάτων με τον καυστήρα Bunsen, η πίστη του ήταν το αντίθετο - ότι το καυτό ιονισμένο αέριο ήταν το λειτουργικό ρευστό της συσκευής και ότι η πλήρης αφαίρεσή του θα οδηγούσε σε παύση της λειτουργίας. Αυτός είναι ο λόγος που το Audion ήταν τόσο ασταθές και μη ικανοποιητικό ως ραδιοφωνικός δέκτης και εξέπεμπε μπλε φως.
Ο Arnold στην AT&T ήταν σε ιδανική θέση για να διορθώσει το λάθος του de Forest. Ήταν ένας φυσικός που είχε σπουδάσει υπό τον Robert Millikan στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο και προσλήφθηκε ειδικά για να εφαρμόσει τις γνώσεις του για τη νέα ηλεκτρονική φυσική στο πρόβλημα της κατασκευής ενός τηλεφωνικού δικτύου από ακτή σε ακτή. Ήξερε ότι ο σωλήνας Audion θα λειτουργούσε καλύτερα σε ένα σχεδόν τέλειο κενό, ήξερε ότι οι πιο πρόσφατες αντλίες μπορούσαν να επιτύχουν ένα τέτοιο κενό, ήξερε ότι ένας νέος τύπος νήματος με επίστρωση οξειδίου, μαζί με μια μεγαλύτερη πλάκα και πλέγμα, θα μπορούσε επίσης αύξηση της ροής των ηλεκτρονίων. Με λίγα λόγια, μετέτρεψε το Audion σε σωλήνα κενού, τον θαυματουργό της ηλεκτρονικής εποχής.
Η AT&T είχε έναν ισχυρό ενισχυτή που χρειαζόταν για την κατασκευή μιας διηπειρωτικής γραμμής - απλώς δεν είχε τα δικαιώματα να τον χρησιμοποιήσει. Οι εκπρόσωποι της εταιρείας συμπεριφέρθηκαν δύσπιστα κατά τη διάρκεια των διαπραγματεύσεων με τον de Forest, αλλά ξεκίνησαν μια ξεχωριστή συνομιλία μέσω ενός τρίτου δικηγόρου, ο οποίος κατάφερε να αγοράσει τα δικαιώματα χρήσης του Audion ως ενισχυτή τηλεφώνου για $50 (περίπου 000 εκατομμύρια δολάρια σε δολάρια 1,25). Η γραμμή Νέα Υόρκη-Σαν Φρανσίσκο άνοιξε ακριβώς την ώρα, αλλά περισσότερο ως θρίαμβος της τεχνικής δεξιοτεχνίας και της εταιρικής διαφήμισης παρά ως μέσο επικοινωνίας. Το κόστος των κλήσεων ήταν τόσο αστρονομικό που σχεδόν κανείς δεν μπορούσε να το χρησιμοποιήσει.
ηλεκτρονική εποχή
Ο πραγματικός σωλήνας κενού έχει γίνει η ρίζα ενός εντελώς νέου δέντρου ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Όπως και ο ηλεκτρονόμος, ο σωλήνας κενού διεύρυνε συνεχώς τις εφαρμογές του καθώς οι μηχανικοί βρήκαν νέους τρόπους για να προσαρμόσουν το σχεδιασμό του για να λύσουν συγκεκριμένα προβλήματα. Η ανάπτυξη της φυλής «-od» δεν τελείωσε με διόδους και τριόδους. Συνεχίστηκε με , το οποίο πρόσθεσε ένα επιπλέον πλέγμα που υποστήριζε την ενίσχυση με την ανάπτυξη στοιχείων στο κύκλωμα. Εμφανίστηκε το επόμενο , , ακόμα και . Εμφανίστηκαν θύρατρον γεμάτα με ατμούς υδραργύρου, που λάμπουν με ένα δυσοίωνο μπλε φως. Οι μινιατούρες λάμπες έχουν το μέγεθος ενός μικρού ποδιού ή ακόμα και ενός βελανιδιού. Έμμεσοι καθοδικοί λαμπτήρες στους οποίους το βουητό της πηγής AC δεν διαταράσσει το σήμα. Το Saga of the Vacuum Tube, που καταγράφει την ανάπτυξη της βιομηχανίας σωλήνων μέχρι το 1930, απαριθμεί πάνω από 1000 διαφορετικά μοντέλα ανά ευρετήριο - αν και πολλά ήταν παράνομα αντίγραφα από αναξιόπιστες μάρκες: Ultron, Perfectron, Supertron, Voltron κ.λπ.
Πιο σημαντική από την ποικιλία των μορφών ήταν η ποικιλία των εφαρμογών του σωλήνα κενού. Τα αναγεννητικά κυκλώματα μετέτρεψαν την τρίοδο σε πομπό - δημιουργώντας ομαλά και σταθερά ημιτονοειδή κύματα, χωρίς θορυβώδεις σπινθήρες, ικανά να μεταδίδουν τέλεια τον ήχο. Με ένα συνεκτικό και σπινθήρες το 1901, ο Marconi μετά βίας μπορούσε να μεταδώσει ένα μικρό κομμάτι κώδικα Μορς στον στενό Ατλαντικό. Το 1915, χρησιμοποιώντας έναν σωλήνα κενού τόσο ως πομπό όσο και ως δέκτη, η AT&T μπορούσε να μεταδώσει την ανθρώπινη φωνή από το Άρλινγκτον της Βιρτζίνια στη Χονολουλού - διπλάσια απόσταση. Μέχρι τη δεκαετία του 1920, συνδύασαν την τηλεφωνία μεγάλων αποστάσεων με τη μετάδοση ήχου υψηλής ποιότητας για να δημιουργήσουν τα πρώτα ραδιοφωνικά δίκτυα. Έτσι, σύντομα ολόκληρο το έθνος θα μπορούσε να ακούσει την ίδια φωνή στο ραδιόφωνο, είτε ήταν ο Ρούσβελτ είτε ο Χίτλερ.
Επιπλέον, η δυνατότητα δημιουργίας πομπών συντονισμένων σε μια ακριβή και σταθερή συχνότητα επέτρεψε στους μηχανικούς τηλεπικοινωνιών να πραγματοποιήσουν το μακροχρόνιο όνειρο της πολυπλεξίας συχνοτήτων που προσέλκυσε τον Alexander Bell, τον Edison και τους υπόλοιπους πριν από σαράντα χρόνια. Μέχρι το 1923, η AT&T είχε μια γραμμή φωνής δέκα καναλιών από τη Νέα Υόρκη στο Πίτσμπουργκ. Η δυνατότητα μετάδοσης πολλαπλών φωνών μέσω ενός μόνο χάλκινου σύρματος μείωσε ριζικά το κόστος των υπεραστικών κλήσεων, οι οποίες, λόγω του υψηλού κόστους τους, ήταν πάντα προσιτές μόνο στους πλουσιότερους ανθρώπους και επιχειρήσεις. Βλέποντας τι μπορούσαν να κάνουν οι σωλήνες κενού, η AT&T έστειλε τους δικηγόρους της να αγοράσουν πρόσθετα δικαιώματα από την de Forest προκειμένου να εξασφαλίσουν τα δικαιώματα χρήσης του Audion σε όλες τις διαθέσιμες εφαρμογές. Συνολικά του πλήρωσαν 390 δολάρια, που σε σημερινά χρήματα ισοδυναμούν με περίπου 000 εκατομμύρια δολάρια.
Με τέτοια ευελιξία, γιατί οι σωλήνες κενού δεν κυριάρχησαν στην πρώτη γενιά υπολογιστών με τον τρόπο που κυριαρχούσαν στα ραδιόφωνα και σε άλλο εξοπλισμό τηλεπικοινωνιών; Προφανώς, η τρίοδος θα μπορούσε να είναι ένας ψηφιακός διακόπτης όπως ακριβώς ένα ρελέ. Τόσο προφανές που ο de Forest πίστευε ακόμη και ότι είχε δημιουργήσει το ρελέ πριν το δημιουργήσει πραγματικά. Και η τρίοδος ήταν πολύ πιο ανταποκρινόμενη από ένα παραδοσιακό ηλεκτρομηχανικό ρελέ επειδή δεν χρειαζόταν να κινήσει φυσικά τον οπλισμό. Ένας τυπικός ηλεκτρονόμος απαιτούσε μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου για να αλλάξει και η αλλαγή της ροής από την κάθοδο στην άνοδο λόγω της αλλαγής του ηλεκτρικού δυναμικού στο δίκτυο ήταν σχεδόν στιγμιαία.
Αλλά οι λαμπτήρες είχαν ένα σαφές μειονέκτημα σε σχέση με τα ρελέ: την τάση τους, όπως και οι προκάτοχοί τους, οι λαμπτήρες, να καίγονται. Η διάρκεια ζωής του αρχικού Audion de Forest ήταν τόσο σύντομη - περίπου 100 ώρες - που περιείχε ένα εφεδρικό νήμα στη λάμπα, το οποίο έπρεπε να συνδεθεί μετά την καύση του πρώτου. Αυτό ήταν πολύ κακό, αλλά ακόμα και μετά από αυτό, ακόμη και οι λάμπες καλύτερης ποιότητας δεν θα μπορούσε να αναμένεται να διαρκέσουν περισσότερο από αρκετές χιλιάδες ώρες. Για υπολογιστές με χιλιάδες λαμπτήρες και ώρες υπολογισμού, αυτό ήταν ένα σοβαρό πρόβλημα.
Τα ρελέ, από την άλλη πλευρά, ήταν «φανταστικά αξιόπιστα», σύμφωνα με τον George Stibitz. Τόσο που το ισχυρίστηκε
Εάν ένα σύνολο ρελέ σχήματος U ξεκινούσε τον πρώτο χρόνο της εποχής μας και άλλαζε μια επαφή μία φορά κάθε δευτερόλεπτο, θα λειτουργούσαν ακόμα σήμερα. Η πρώτη αποτυχία σε επαφή θα μπορούσε να αναμένεται όχι νωρίτερα από χίλια χρόνια αργότερα, κάπου στο έτος 3000.
Επιπλέον, δεν υπήρχε εμπειρία με μεγάλα ηλεκτρονικά κυκλώματα συγκρίσιμα με τα ηλεκτρομηχανολογικά κυκλώματα των μηχανικών τηλεφωνίας. Τα ραδιόφωνα και ο άλλος εξοπλισμός θα μπορούσαν να περιέχουν 5-10 λαμπτήρες, αλλά όχι εκατοντάδες χιλιάδες. Κανείς δεν ήξερε αν θα ήταν δυνατό να λειτουργήσει ένας υπολογιστής με 5000 λαμπτήρες. Επιλέγοντας ρελέ αντί για σωλήνες, οι σχεδιαστές υπολογιστών έκαναν μια ασφαλή και συντηρητική επιλογή.
Στο επόμενο μέρος θα δούμε πώς και γιατί ξεπεράστηκαν αυτές οι αμφιβολίες.
Πηγή: www.habr.com