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 πάνω στην πρώτη γενιά αυτόματων ηλεκτρικών διακοπτών - ηλεκτρομαγνητικών ρελέ. Αλλά όταν κατασκευάστηκαν αυτοί οι υπολογιστές, ένας άλλος ψηφιακός διακόπτης περίμενε στο παρασκήνιο. Το ρελέ ήταν μια ηλεκτρομαγνητική συσκευή (που χρησιμοποιούσε ηλεκτρισμό για τη λειτουργία ενός μηχανικού διακόπτη), αλλά η νέα κατηγορία ψηφιακών διακοπτών ήταν ηλεκτρονική - βασισμένη σε νέες γνώσεις για το ηλεκτρόνιο που είχαν αναδυθεί στις αρχές του 20ού αιώνα. Αυτή η επιστήμη αποκάλυψε 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 της ηλεκτρονικής με βάση αυτή τη νέα φυσική έγινε γνωστή ως ο σωλήνας κενού. Η ιστορία της δημιουργίας του αφορά δύο άτομα: έναν Άγγλο και ένας Αμερικανός Στην πραγματικότητα, η προέλευση των ηλεκτρονικών είναι πιο περίπλοκη, υφασμένη από πολλά νήματα που διασχίζουν την Ευρώπη και τον Ατλαντικό, και εκτείνεται μέχρι τα πρώτα πειράματα με βάζα Leyden στα μέσα του 18ου αιώνα.
Αλλά για τους σκοπούς αυτής της ιστορίας, θα ήταν βολικό να ξεκινήσουμε (το λογοπαίγνιο είναι σκόπιμο!) με τον Τόμας Έντισον. Τη δεκαετία του 1880, ο Έντισον έκανε μια ενδιαφέρουσα ανακάλυψη ενώ εργαζόταν στον ηλεκτρικό φωτισμό - μια ανακάλυψη που θέτει το σκηνικό για την ιστορία μας. Οδήγησε στην ανάπτυξη λυχνιών κενού, οι οποίες ήταν απαραίτητες για δύο τεχνολογικά συστήματα: μια νέα μορφή ασύρματης ανταλλαγής μηνυμάτων και τα συνεχώς επεκτεινόμενα τηλεφωνικά δίκτυα.
Πρόλογος: Έντισον
Ο Έντισον γενικά αποδίδεται με την εφεύρεση της λάμπας. Αυτό του δίνει τόσο υπερβολικά όσο και υπερβολικά λίγα εύσημα. Υπερβολικά πολλά εύσημα, επειδή ο Έντισον δεν ήταν ο μόνος που εφηύρε τη λάμπα. Εκτός από το πλήθος των εφευρετών που τον προηγήθηκαν και των οποίων οι εφευρέσεις δεν έφτασαν ποτέ σε εμπορική χρήση, υπάρχουν ο Τζόζεφ Σουάν και ο Τσαρλς Στερν από τη Βρετανία και ο Αμερικανός Γουίλιαμ Σόγιερ, ο οποίος έφερε τις λάμπες στην αγορά ταυτόχρονα με τον Έντισον.Η τιμή της εφεύρεσης ανήκει επίσης σε έναν Ρώσο εφευρέτη Ο Lodygin ήταν ο πρώτος που σκέφτηκε να αντλήσει αέρα από μια γυάλινη λάμπα και στη συνέχεια πρότεινε να κατασκευαστεί το νήμα όχι από άνθρακα ή ανθρακούχες ίνες, αλλά από πυρίμαχο βολφράμιο / μεταφρ. σημ.]. Όλες οι λάμπες αποτελούνταν από μια σφραγισμένη γυάλινη λάμπα με ένα νήμα αντίστασης στο εσωτερικό της. Όταν η λάμπα συνδεόταν στο κύκλωμα, η θερμότητα που παράγεται από την αντίσταση του νήματος στο ρεύμα το προκαλούσε να λάμπει. Ο αέρας αντλούνταν έξω από τη λάμπα, έτσι ώστε το νήμα να μην ανάβει. Το ηλεκτρικό φως ήταν ήδη γνωστό στις μεγάλες πόλεις με τη μορφή , που χρησιμοποιείται για τον φωτισμό μεγάλων δημόσιων χώρων. Όλοι αυτοί οι εφευρέτες αναζητούσαν έναν τρόπο να μειώσουν την ποσότητα φωτός λαμβάνοντας ένα φωτεινό σωματίδιο από το τόξο καύσης, αρκετά μικρό ώστε να χρησιμοποιηθεί σε σπίτια για την αντικατάσταση των λαμπτήρων αερίου, και να κάνουν μια πηγή φωτός ασφαλέστερη, καθαρότερη και φωτεινότερη.
Αυτό που έκανε στην πραγματικότητα ο Έντισον —ή μάλλον, αυτό που έκανε το βιομηχανικό του εργαστήριο— δεν ήταν απλώς να δημιουργήσει μια πηγή φωτός. Κατασκεύασαν ένα ολόκληρο ηλεκτρικό σύστημα για τον φωτισμό των σπιτιών —γεννήτριες, καλώδια για τη μεταφορά ρεύματος, μετασχηματιστές και ούτω καθεξής. Από όλα αυτά, η λάμπα ήταν μόνο το πιο προφανές και ορατό εξάρτημα. Η παρουσία του ονόματος του Έντισον στις εταιρείες του που παρήγαγαν ηλεκτρική ενέργεια δεν ήταν ένας απλός φόρος τιμής στον μεγάλο εφευρέτη, όπως συνέβη με την Bell Telephone. Ο Έντισον αποδείχθηκε όχι μόνο εφευρέτης αλλά και αρχιτέκτονας συστημάτων. Το εργαστήριό του συνέχισε να εργάζεται για τη βελτίωση των διαφόρων εξαρτημάτων του ηλεκτρικού φωτισμού ακόμη και μετά την αρχική τους επιτυχία.
Ένα παράδειγμα μιας πρώιμης λάμπας Edison
Κατά τη διάρκεια της έρευνάς του, κάποια στιγμή γύρω στο 1883, ο Έντισον (και πιθανώς ένας από τους υπαλλήλους του) αποφάσισε να συμπεριλάβει μια μεταλλική πλάκα μέσα στον πυρακτωμένο λαμπτήρα μαζί με το νήμα. Οι λόγοι για αυτό είναι ασαφείς. Ίσως ήταν μια προσπάθεια να αποτραπεί το σκούρο χρώμα του λαμπτήρα - το εσωτερικό του γυάλινου λαμπτήρα συσσώρευσε μια μυστηριώδη σκοτεινή ουσία με την πάροδο του χρόνου. Ο μηχανικός προφανώς ήλπιζε ότι αυτά τα μαύρα σωματίδια θα έλκονταν από την πλάκα υπό τάση. Προς έκπληξή του, ανακάλυψε ότι όταν η πλάκα συμπεριλήφθηκε στο κύκλωμα μαζί με το θετικό άκρο του νήματος, η ποσότητα ρεύματος που ρέει μέσω του νήματος ήταν άμεσα ανάλογη με την ένταση της λάμψης του νήματος. Τίποτα τέτοιο δεν παρατηρήθηκε όταν η πλάκα συνδέθηκε με το αρνητικό άκρο του νήματος.
Ο Έντισον αποφάσισε ότι αυτό το φαινόμενο, που αργότερα ονομάστηκε φαινόμενο Έντισον ή , θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση ή ακόμα και τον έλεγχο της «ηλεκτρεγερτικής δύναμης» ή τάσης σε ένα ηλεκτρικό σύστημα. Από συνήθεια, υπέβαλε αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για αυτόν τον «ηλεκτρικό δείκτη» και στη συνέχεια επέστρεψε σε πιο σημαντικές εργασίες.
Χωρίς καλώδια
Μεταφερόμαστε γρήγορα 20 χρόνια αργότερα, στο 1904. Εκείνη την εποχή στην Αγγλία, ο John Ambrose Fleming εργαζόταν πάνω σε έναν βελτιωμένο ραδιοφωνικό δέκτη για την εταιρεία Marconi.
Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τι ήταν και τι δεν ήταν το ραδιόφωνο εκείνη την εποχή, τόσο ως μέσο όσο και ως πρακτικό ζήτημα. Το ραδιόφωνο δεν ονομαζόταν καν «ραδιόφωνο» τότε, ονομαζόταν «ασύρματο». Ο όρος «ραδιόφωνο» έγινε διαδεδομένος μόνο τη δεκαετία του 1910. Συγκεκριμένα, αναφερόταν στην ασύρματη τηλεγραφία, ένα σύστημα μετάδοσης σημάτων με τη μορφή κουκκίδων και παυλών από έναν αποστολέα σε έναν δέκτη. Η κύρια χρήση του ήταν για την επικοινωνία μεταξύ πλοίων και λιμενικών υπηρεσιών και εν προκειμένω παρουσίαζε ενδιαφέρον για τις ναυτικές αρχές σε όλο τον κόσμο.
Μερικοί εφευρέτες εκείνης της εποχής, συγκεκριμένα, , πειραματίστηκαν με την ιδέα ενός ραδιοτηλεφώνου – μετάδοσης φωνητικών μηνυμάτων μέσω του αέρα ως συνεχές κύμα. Αλλά η ραδιοτηλεοπτική μετάδοση με τη σύγχρονη έννοια δεν εμφανίστηκε παρά 15 χρόνια αργότερα: μετάδοση ειδήσεων, ιστοριών, μουσικής και άλλων προγραμμάτων σε ένα ευρύ κοινό. Μέχρι τότε, η πανκατευθυντική φύση των ραδιοσημάτων θεωρούνταν πρόβλημα που έπρεπε να λυθεί και όχι χαρακτηριστικό που έπρεπε να αξιοποιηθεί.
Ο ραδιοεξοπλισμός που ήταν διαθέσιμος εκείνη την εποχή ήταν καλός στο χειρισμό του κώδικα Μορς, αλλά κακός σε όλα τα άλλα. Οι πομποί δημιουργούσαν κύματα Χερτζ στέλνοντας μια σπίθα σε ένα κενό στο κύκλωμα. Έτσι, το σήμα συνοδευόταν από ένα τριξίματα στατικού ηλεκτρισμού.
Οι δέκτες θα ανίχνευαν αυτό το σήμα μέσω ενός συνεκτικού: μεταλλικά ρινίσματα σε έναν γυάλινο σωλήνα που θα συμπυκνώνονταν σε μια συνεχή μάζα από ραδιοκύματα, ολοκληρώνοντας έτσι το κύκλωμα. Στη συνέχεια, το γυαλί θα χτυπιόταν ελαφρά για να διασπαστούν τα ρινίσματα και να προετοιμαστεί ο δέκτης για το επόμενο σήμα - στην αρχή αυτό γινόταν χειροκίνητα, αλλά σύντομα θα αναπτυχθούν αυτόματες συσκευές.
Το 1905 μόλις άρχισαν να εμφανίζονται , γνωστό και ως «μουστάκι γάτας». Αποδείχθηκε ότι απλώς αγγίζοντας ένα σύρμα σε έναν συγκεκριμένο κρύσταλλο, όπως πυρίτιο, σιδηροπυρίτες ή , ήταν δυνατό να αρπάξει ένα ραδιοφωνικό σήμα από τον αέρα. Οι δέκτες που προέκυψαν ήταν φθηνοί, συμπαγείς και προσιτοί σε όλους. Τόνωσαν την ανάπτυξη του ερασιτεχνικού ραδιοφώνου, ειδικά μεταξύ των νέων. Η ξαφνική αύξηση του χρόνου εκπομπής που προέκυψε ως αποτέλεσμα οδήγησε σε προβλήματα λόγω του γεγονότος ότι ο χρόνος εκπομπής μοιράστηκε μεταξύ όλων των χρηστών. Αθώες συνομιλίες ερασιτεχνών θα μπορούσαν κατά λάθος να διασταυρωθούν με τις επικοινωνίες του ναυτικού, 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 Άμπροουζ Φλέμινγκ, η έλευση των ανιχνευτών κρυστάλλων
οδήγησε αμέσως σε μια έκρηξη ανεύθυνης ραδιοτηλεγραφίας λόγω των γελοιοτήτων αμέτρητων ερασιτεχνών ηλεκτρολόγων και φοιτητών, γεγονός που απαιτούσε την αποφασιστική παρέμβαση εθνικών και διεθνών αρχών για να διατηρηθούν τα γεγονότα εντός λογικών και ασφαλών ορίων.
Οι ασυνήθιστες ηλεκτρικές ιδιότητες αυτών των κρυστάλλων θα οδηγήσουν τελικά στην τρίτη γενιά ψηφιακών διακοπτών, μετά τα ρελέ και τις λάμπες – διακόπτες που κυριαρχούν στον κόσμο μας. Αλλά όλα έχουν τον χρόνο τους. Περιγράψαμε τη σκηνή, τώρα ας επιστρέψουμε όλη την προσοχή στον ηθοποιό που μόλις εμφανίστηκε στο προσκήνιο: τον Άμπροουζ Φλέμινγκ, Αγγλία, 1904.
Βαλβίδα
Το 1904, ο Φλέμινγκ ήταν καθηγητής ηλεκτρολόγων μηχανικών στο University College London και σύμβουλος για την εταιρεία Marconi. Η εταιρεία τον είχε αρχικά προσλάβει για να παράσχει εμπειρογνωμοσύνη στην κατασκευή ενός σταθμού παραγωγής ενέργειας, αλλά στη συνέχεια ανέλαβε το έργο της βελτίωσης του δέκτη.
Ο Φλέμινγκ το 1890
Όλοι γνώριζαν ότι ο συνεκτικός δέκτης ήταν κακός δέκτης από άποψη ευαισθησίας, και ο μαγνητικός ανιχνευτής που ανέπτυξε η Macroni δεν ήταν πολύ καλύτερος. Για να βρει έναν αντικαταστάτη, ο Φλέμινγκ αποφάσισε πρώτα να κατασκευάσει ένα ευαίσθητο κύκλωμα για την ανίχνευση ερτζιανών κυμάτων. Μια τέτοια συσκευή, ακόμη και αν δεν ήταν ανιχνευτής από μόνη της, θα ήταν χρήσιμη σε μελλοντική έρευνα.
Για να το κάνει αυτό, έπρεπε να βρει έναν τρόπο να μετρά συνεχώς το ρεύμα που παράγεται από τα εισερχόμενα κύματα, αντί να χρησιμοποιεί έναν διακριτό συνεκτικό (ο οποίος έδειχνε μόνο αν ήταν ενεργοποιημένος, πού κολλούσαν τα ρινίσματα ή αν ήταν απενεργοποιημένος). Αλλά οι συσκευές μέτρησης ρεύματος που είναι γνωστές σήμερα - τα γαλβανόμετρα - απαιτούσαν ένα σταθερό ή μονοκατευθυντικό ρεύμα για να λειτουργήσουν. Το εναλλασσόμενο ρεύμα που παράγεται από τα ραδιοκύματα άλλαζε κατεύθυνση τόσο γρήγορα που δεν ήταν δυνατή καμία μέτρηση.
Ο Φλέμινγκ θυμόταν ότι είχε μερικά ενδιαφέροντα πράγματα που μάζευαν σκόνη στην ντουλάπα του: ενδεικτικές λυχνίες Edison. Τη δεκαετία του 1880, ήταν σύμβουλος για την Edison Electric Light Company στο Λονδίνο, εργαζόμενος πάνω στο πρόβλημα του μαυρίσματος των λαμπτήρων. Εκείνη την εποχή, είχε λάβει κάποια αντίγραφα της ενδεικτικής λυχνίας, πιθανώς από τον William Preece, τον αρχιηλεκτρολόγο μηχανικό των Βρετανικών Ταχυδρομείων, ο οποίος μόλις είχε επιστρέψει από μια έκθεση ηλεκτρολογίας στη Φιλαδέλφεια. Εκτός των Ηνωμένων Πολιτειών, ήταν σύνηθες τα ταχυδρομεία να ελέγχουν τον τηλέγραφο και το τηλέφωνο, επομένως ήταν κέντρα ηλεκτρολογικής εξειδίκευσης.
Αργότερα, τη δεκαετία του 1890, ο ίδιος ο Φλέμινγκ μελέτησε το φαινόμενο Έντισον, χρησιμοποιώντας λάμπες που είχε λάβει από τον Πρις. Έδειξε ότι το φαινόμενο ήταν ότι το ρεύμα ρέει προς μία κατεύθυνση: αρνητικό ηλεκτρικό δυναμικό μπορούσε να ρέει από το θερμό νήμα στο ψυχρό ηλεκτρόδιο, αλλά όχι αντίστροφα. Αλλά μόλις το 1904, όταν βρέθηκε αντιμέτωπος με το έργο της ανίχνευσης ραδιοκυμάτων, συνειδητοποίησε ότι αυτό το γεγονός μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην πράξη. Ο δείκτης Έντισον θα επέτρεπε μόνο μονόδρομους παλμούς εναλλασσόμενου ρεύματος να διασχίσουν το κενό μεταξύ του νήματος και της πλάκας, με αποτέλεσμα μια σταθερή, μονοκατευθυντική ροή.
Ο Φλέμινγκ πήρε μια λάμπα, τη συνέδεσε σε σειρά με ένα γαλβανόμετρο και έθεσε σε λειτουργία τον πομπό σπινθήρων. Ιδού, ο καθρέφτης γύρισε και η δέσμη φωτός κινήθηκε στην ζυγαριά. Δούλεψε. Μπορούσε να μετρήσει με ακρίβεια το εισερχόμενο ραδιοφωνικό σήμα.
Πρωτότυπα βαλβίδων Fleming. Η άνοδος βρίσκεται στη μέση του βρόχου νήματος (θερμή κάθοδος)
Ο Φλέμινγκ ονόμασε την εφεύρεσή του «βαλβίδα» επειδή επέτρεπε τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος μόνο προς μία κατεύθυνση. Σε γενικότερους όρους της ηλεκτρολογίας, ήταν ένας ανορθωτής - ένας τρόπος μετατροπής του εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα. Αργότερα ονομάστηκε δίοδος επειδή είχε δύο ηλεκτρόδια - μια θερμή κάθοδο (νήμα) που εξέπεμπε ηλεκτρισμό και μια ψυχρή άνοδο (πλάκα) που τον δεχόταν. Ο Φλέμινγκ έκανε αρκετές βελτιώσεις στο σχεδιασμό, αλλά η συσκευή ουσιαστικά δεν διέφερε από τη λυχνία ένδειξης του Έντισον. Ο μετασχηματισμός της σε μια νέα ποιότητα ήταν αποτέλεσμα μιας αλλαγής στον τρόπο σκέψης - ένα φαινόμενο που έχουμε δει πολλές φορές στο παρελθόν. Η αλλαγή συνέβη στον κόσμο των ιδεών στο κεφάλι του Φλέμινγκ, όχι στον κόσμο των πραγμάτων έξω από αυτό.
Η ίδια η βαλβίδα Fleming ήταν χρήσιμη. Ήταν η καλύτερη συσκευή πεδίου για τη μέτρηση ραδιοσημάτων και ένας αξιοπρεπής ανιχνευτής από μόνη της. Αλλά δεν συγκλόνισε τον κόσμο. Μόνο όταν ο Lee de Forest πρόσθεσε ένα τρίτο ηλεκτρόδιο και μετέτρεψε τη βαλβίδα σε ρελέ, τα ηλεκτρονικά κυκλώματα εκτοξεύτηκαν.
Ακούγοντας
Ο Λι ντε Φόρεστ είχε μια ασυνήθιστη ανατροφή για φοιτητή του Γέιλ. Ο πατέρας του, ο αιδεσιμότατος Χένρι ντε Φόρεστ, ήταν βετεράνος του Εμφυλίου Πολέμου από τη Νέα Υόρκη, πάστορας. , και πίστευε ακράδαντα ότι ως ιεροκήρυκας έπρεπε να διαδίδει το θείο φως της γνώσης και της δικαιοσύνης. Υπακούοντας στο κάλεσμα του καθήκοντος, δέχτηκε την πρόσκληση να γίνει πρόεδρος του Κολλεγίου Talladega στην Αλαμπάμα. Το κολέγιο είχε ιδρυθεί μετά τον Εμφύλιο Πόλεμο από την Αμερικανική Ιεραποστολική Ένωση, με έδρα τη Νέα Υόρκη. Σκοπός του ήταν να εκπαιδεύσει και να καθοδηγήσει τους ντόπιους μαύρους. Εκεί ο Lee βρέθηκε ανάμεσα σε σφύρα και άκμονα - οι ντόπιοι μαύροι τον ταπείνωσαν για την αφέλεια και τη δειλία του, και οι ντόπιοι λευκοί - επειδή ήταν .
Ωστόσο, ως νεαρός άνδρας, ο ντε Φόρεστ ανέπτυξε μια έντονη αίσθηση αυτοπεποίθησης. Ανακάλυψε μια κλίση στη μηχανική και την εφεύρεση - η ατμομηχανή-μοντέλο του έγινε ένα τοπικό θαύμα. Ως έφηβος, ενώ σπούδαζε στο Τάλαντεγκα, αποφάσισε να αφιερώσει τη ζωή του στην εφεύρεση. Στη συνέχεια, ως νεαρός άνδρας στο Νιου Χέιβεν, ο γιος του πάστορα απαρνήθηκε και τις τελευταίες θρησκευτικές του πεποιθήσεις. Αυτές σταδιακά χάθηκαν στον Δαρβινισμό και στη συνέχεια παρασύρθηκαν από τον πρόωρο θάνατο του πατέρα του. Αλλά η αίσθηση του πεπρωμένου του ντε Φόρεστ δεν τον εγκατέλειψε ποτέ - θεωρούσε τον εαυτό του ιδιοφυΐα και φιλοδοξούσε να γίνει ένας άλλος Νίκολα Τέσλα, ο πλούσιος, διάσημος και μυστηριώδης μάγος της ηλεκτρικής εποχής. Οι συμμαθητές του στο Γέιλ τον θεωρούσαν έναν αυτάρεσκο απατεώνα. Μπορεί να είναι το λιγότερο δημοφιλές άτομο στην ιστορία.
ντε Φόρεστ, περίπου το 1900
Αφού αποφοίτησε από το Γέιλ το 1899, ο ντε Φόρεστ επέλεξε την αναδυόμενη τέχνη της ασύρματης σηματοδότησης ως το μονοπάτι προς τον πλούτο και τη φήμη. Τις επόμενες δεκαετίες, την ακολούθησε με μεγάλη αποφασιστικότητα και αυτοπεποίθηση, και χωρίς δισταγμό. Όλα ξεκίνησαν με τον ντε Φόρεστ να συνεργάζεται με τον συνεργάτη του Εντ Σμάιθ στο Σικάγο. Ο Σμάιθ συνέχισε την επιχείρησή τους με τακτικές πληρωμές και μαζί ανέπτυξαν τον δικό τους ανιχνευτή ραδιοκυμάτων, που αποτελούνταν από δύο μεταλλικές πλάκες που συγκρατούνταν μεταξύ τους από μια κόλλα ντε Φόρεστ που ονομαζόταν «goo». Αλλά ο ντε Φόρεστ δεν μπορούσε να περιμένει πολύ για τις ανταμοιβές της ιδιοφυΐας του. Παράτησε τον Σμάιθ και συνεργάστηκε με έναν ύποπτο χρηματοδότη από τη Νέα Υόρκη, τον Άμπραχαμ Γουάιτ.αλλάζοντας ειρωνικά το όνομά του από το πραγματικό του όνομα, Schwartz, για να κρύψει τις σκοτεινές του συναλλαγές. Λευκός – (Αγγλικά) λευκός, Schwartz – (Γερμανικά) μαύρος / μεταφρασμένη σημείωση], ανοίγοντας την εταιρεία ασύρματων τηλεγραφικών υπηρεσιών De Forest.
Οι δραστηριότητες της εταιρείας ήταν δευτερεύουσες και για τους δύο ήρωές μας. Ο Γουάιτ εκμεταλλεύτηκε την άγνοια των ανθρώπων για να γεμίσει τις τσέπες του. Απέσπασε εκατομμύρια από επενδυτές που αγωνίζονταν να συμβαδίσουν με την αναμενόμενη άνθηση του ραδιοφώνου. Και ο ντε Φόρεστ, με τα άφθονα κεφάλαια των εν λόγω «κορίτσιων», επικεντρώθηκε στο να αποδείξει την ιδιοφυΐα του αναπτύσσοντας ένα νέο αμερικανικό σύστημα ασύρματης μετάδοσης (σε αντίθεση με το ευρωπαϊκό που ανέπτυξαν οι Μαρκόνι κ.ά.).
Δυστυχώς για το αμερικανικό σύστημα, ο ανιχνευτής του de Forest δεν λειτούργησε πολύ καλά. Έλυσε το πρόβλημα για ένα διάστημα δανειζόμενος το πατενταρισμένο σχέδιο του Reginald Fessenden για έναν ανιχνευτή που ονομάζεται "υγρό baretter" - δύο σύρματα πλατίνας βουτηγμένα σε λουτρό θειικού οξέος. Ο Fessenden μήνυσε για παραβίαση ευρεσιτεχνίας - μια υπόθεση που πιθανότατα θα κέρδιζε. Ο De Forest δεν μπορούσε να ηρεμήσει μέχρι να εφεύρει έναν νέο ανιχνευτή που ήταν δικός του. Το φθινόπωρο του 1906, ανακοίνωσε τη δημιουργία ενός τέτοιου ανιχνευτή. Σε δύο ξεχωριστές συναντήσεις του Αμερικανικού Ινστιτούτου Ηλεκτρολόγων Μηχανικών, ο de Forest περιέγραψε τον νέο ασύρματο ανιχνευτή του, τον οποίο ονόμασε "Audio". Αλλά η πραγματική του προέλευση είναι αμφισβητήσιμη.
Για ένα διάστημα, οι προσπάθειες του de Forest να κατασκευάσει έναν νέο ανιχνευτή περιστρέφονταν γύρω από τη διέλευση ρεύματος μέσα από μια φλόγα. , την οποία θεωρούσε ότι μπορεί να ήταν ασύμμετρος αγωγός. Η ιδέα προφανώς δεν ευοδώθηκε. Κάποια στιγμή το 1905, έμαθε για τη βαλβίδα Fleming. Ο De Forest του έβαλε στο μυαλό ότι αυτή η βαλβίδα και η συσκευή του με βάση τον καυστήρα ήταν ουσιαστικά το ίδιο πράγμα - αν αντικαθιστούσες το θερμό νήμα με μια φλόγα και το κάλυπτες με μια γυάλινη λάμπα για να περιορίσεις το αέριο, είχες την ίδια βαλβίδα. Ανέπτυξε μια σειρά από διπλώματα ευρεσιτεχνίας που επαναλάμβαναν την ιστορία των εφευρέσεων που προηγήθηκαν της βαλβίδας Fleming χρησιμοποιώντας ανιχνευτές φλόγας αερίου. Προφανώς ήθελε να διεκδικήσει προτεραιότητα για την εφεύρεση, παρακάμπτοντας το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του Fleming, καθώς η εργασία στον καυστήρα Bunsen προηγήθηκε αυτού του Fleming (ήταν σε εξέλιξη από το 1900).
Είναι αδύνατο να πούμε αν επρόκειτο για αυταπάτη ή απάτη, αλλά το αποτέλεσμα ήταν μια ευρεσιτεχνία που κατατέθηκε από τον de Forest τον Αύγουστο του 1906 για «ένα άδειο γυάλινο δοχείο που περιέχει δύο ξεχωριστά ηλεκτρόδια μεταξύ των οποίων διατηρείται ένα αέριο μέσο το οποίο, όταν θερμαίνεται επαρκώς, γίνεται αγωγός και σχηματίζει ένα αισθητήριο στοιχείο». Ο εξοπλισμός και η λειτουργία της συσκευής είναι του Fleming, και η εξήγηση της λειτουργίας της είναι του de Forest. Ο De Forest τελικά έχασε τη διαμάχη για την ευρεσιτεχνία, αν και χρειάστηκαν δέκα χρόνια.
Ο ανυπόμονος αναγνώστης ίσως ήδη αναρωτιέται γιατί αφιερώνουμε τόσο πολύ χρόνο σε αυτόν τον άνθρωπο, του οποίου η αυτοαποκαλούμενη ιδιοφυΐα συνίστατο στο να παρουσιάζει τις ιδέες των άλλων ως δικές του; Ο λόγος έγκειται στον μετασχηματισμό που υπέστη το Audion τους τελευταίους μήνες του 1906.
Μέχρι τότε, ο ντε Φόρεστ ήταν άνεργος. Ο Γουάιτ και οι συνεργάτες του είχαν αποφύγει την ευθύνη στην αγωγή Fessenden ιδρύοντας μια νέα εταιρεία, την United Wireless, και δανείζοντας της τα περιουσιακά στοιχεία της American De Forest για 1 δολάριο. Ο ντε Φόρεστ αναγκάστηκε να αποχωρήσει με 1000 δολάρια σε αποζημίωση και αρκετές άχρηστες ευρεσιτεχνίες, συμπεριλαμβανομένης της ευρεσιτεχνίας Audion. Έχοντας συνηθίσει σε έναν πολυτελή τρόπο ζωής, αντιμετώπιζε σοβαρά οικονομικά προβλήματα και ήθελε απεγνωσμένα να μετατρέψει την Audion σε μεγάλη επιτυχία.
Για να κατανοήσουμε τι συνέβη στη συνέχεια, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ότι ο de Forest πίστευε ότι είχε εφεύρει ένα ρελέ, σε αντίθεση με τον ανορθωτή του Fleming. Κατασκεύασε το Audion του συνδέοντας μια μπαταρία στην ψυχρή πλάκα της βαλβίδας και πίστευε ότι το σήμα στο κύκλωμα της κεραίας (που συνδέεται με το θερμό νήμα) διαμόρφωνε ένα πιο ισχυρό ρεύμα στο κύκλωμα της μπαταρίας. Έκανε λάθος: δεν υπήρχαν δύο κυκλώματα. Η μπαταρία απλώς πολώνει το σήμα από την κεραία, αντί να το ενισχύει.
Αλλά αυτό το σφάλμα ήταν κρίσιμο, καθώς οδήγησε τον de Forest να πειραματιστεί με ένα τρίτο ηλεκτρόδιο στη λάμπα, το οποίο θα διαχώριζε περαιτέρω τα δύο κυκλώματα αυτού του «ρελέ». Αρχικά πρόσθεσε ένα δεύτερο κρύο ηλεκτρόδιο δίπλα στο πρώτο, αλλά στη συνέχεια, ίσως επηρεασμένος από τους μηχανισμούς ελέγχου που χρησιμοποιούν οι φυσικοί για να ανακατευθύνουν τις δέσμες σε συσκευές καθοδικών ακτίνων, μετακίνησε το ηλεκτρόδιο σε μια θέση 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 πλάκα σε κυματιστό σύρμα που έμοιαζε με σχάρα - και το ονόμασε «πλέγμα».
Τρίοδος ακουστικού από το 1908. Το (σπασμένο) νήμα στα αριστερά είναι η κάθοδος, το κυματιστό σύρμα είναι το πλέγμα και η στρογγυλεμένη μεταλλική πλάκα είναι η άνοδος. Έχει ακόμα τα σπειρώματα όπως μια κανονική λάμπα.
Και αυτό ήταν ήδη ένα πραγματικό ρελέ. Ένα ασθενές ρεύμα (σαν αυτό που παράγεται από μια κεραία ραδιοφώνου) που εφαρμοζόταν στο πλέγμα μπορούσε να ελέγξει ένα πολύ ισχυρότερο ρεύμα μεταξύ του νήματος και της πλάκας, απωθώντας τα φορτισμένα σωματίδια που προσπαθούσαν να περάσουν ανάμεσά τους. Αυτός ο ανιχνευτής λειτουργούσε πολύ καλύτερα από μια βαλβίδα, καθώς όχι μόνο ανόρθωνε, αλλά και ενίσχυε το ραδιοσήμα. Και, όπως μια βαλβίδα (και σε αντίθεση με έναν συνεκτικό), μπορούσε να παράγει ένα σταθερό σήμα, το οποίο κατέστησε δυνατή τη δημιουργία όχι μόνο ενός ραδιοτηλεγράφου, αλλά και ενός ραδιοτηλεφώνου (και αργότερα - μετάδοσης φωνής και μουσικής).
Στην πράξη, δεν λειτούργησε ιδιαίτερα καλά. Τα Audion του De Forest ήταν ιδιότροπα, καίγονταν γρήγορα, δεν είχαν συνέπεια στην ποιότητα κατασκευής τους και ήταν αναποτελεσματικά ως ενισχυτές. Για να λειτουργήσει σωστά ένα συγκεκριμένο Audion, οι ηλεκτρικές παράμετροι του κυκλώματος έπρεπε να προσαρμοστούν ώστε να του ταιριάζουν.
Παρ' όλα αυτά, ο ντε Φόρεστ πίστευε στην εφεύρεσή του. Ίδρυσε μια νέα εταιρεία, την De Forest Radio Telephone Company, για να τη διαφημίσει, αλλά οι πωλήσεις ήταν πενιχρές. Η μεγαλύτερη επιτυχία του ήταν η πώληση εξοπλισμού στο Ναυτικό για ενδοναυτική τηλεφωνία κατά τη διάρκεια του ταξιδιού σε όλο τον κόσμο.«Αλλά ο διοικητής του στόλου, μη έχοντας χρόνο να θέσει σε λειτουργία τους πομπούς και τους δέκτες του ντε Φόρεστ και να εκπαιδεύσει το πλήρωμά του στη χρήση τους, τους έβαλε σε συσκευασία και τους αποθήκευσε. Επιπλέον, η νέα εταιρεία του ντε Φόρεστ, υπό τη διεύθυνση ενός οπαδού του Άμπραχαμ Γουάιτ, δεν ήταν πιο αξιοσέβαστη από την προηγούμενη. Για να προσθέσει στις αποτυχίες του, σύντομα βρέθηκε κατηγορούμενος για απάτη.»
Για πέντε χρόνια, ο Audion δεν είχε καταφέρει τίποτα. Για άλλη μια φορά, το τηλέφωνο θα έπαιζε καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη της ψηφιακής αναμετάδοσης, αυτή τη φορά διασώζοντας μια πολλά υποσχόμενη αλλά μη δοκιμασμένη τεχνολογία που βρισκόταν στα πρόθυρα της λήθης.
Και πάλι το τηλέφωνο
Το δίκτυο υπεραστικών κλήσεων ήταν το κεντρικό νευρικό σύστημα της AT&T. Συνέδεε πολλές τοπικές εταιρείες και παρείχε ένα βασικό ανταγωνιστικό πλεονέκτημα μετά τη λήξη των διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας της Bell. Με την ένταξή του στο δίκτυο της AT&T, ένας νέος πελάτης μπορούσε, θεωρητικά, να καλέσει όλους τους άλλους συνδρομητές χιλιάδες μίλια μακριά - αν και στην πραγματικότητα, οι υπεραστικές κλήσεις ήταν σπάνιες. Το δίκτυο ήταν επίσης η υλική βάση για την κυρίαρχη ιδεολογία της εταιρείας «Μία πολιτική, ένα σύστημα, καθολική υπηρεσία».
Αλλά στις αρχές της δεύτερης δεκαετίας του εικοστού αιώνα, το δίκτυο είχε φτάσει στο φυσικό του μέγιστο. Όσο περισσότερο τεντώνονταν τα τηλεφωνικά καλώδια, τόσο πιο αδύναμο και θορυβώδες γινόταν το σήμα που διέρχονταν από αυτά, μέχρι που η ομιλία έγινε σχεδόν αόρατη. Εξαιτίας αυτού, υπήρχαν στην πραγματικότητα δύο δίκτυα AT&T στις Ηνωμένες Πολιτείες, χωρισμένα από την ηπειρωτική σπονδυλική στήλη.
Για το ανατολικό δίκτυο, η Νέα Υόρκη ήταν ο πάσσαλος, και οι μηχανικοί επαναλήπτες και – ένα νήμα που καθόριζε πόσο μακριά μπορούσε να φτάσει η ανθρώπινη φωνή. Αλλά αυτές οι τεχνολογίες δεν ήταν παντοδύναμες. Τα πηνία άλλαζαν 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 (απλώς ένα τηλεφωνικό ηχείο συνδεδεμένο σε ένα ενισχυτικό μικρόφωνο) πρόσθεταν θόρυβο με κάθε επανάληψη. Η γραμμή του 1911 από τη Νέα Υόρκη στο Ντένβερ επέκτεινε αυτό το νήμα στο μέγιστο μήκος του. Δεν υπήρχε καμία συζήτηση για επέκταση του δικτύου σε όλη την ήπειρο. Αλλά το 1909, ο Τζον Κάρτι, αρχιμηχανικός της AT&T, υποσχέθηκε δημόσια να κάνει ακριβώς αυτό. Υποσχέθηκε να το κάνει σε πέντε χρόνια – μέχρι τότε στο Σαν Φρανσίσκο το 1915.
Ο πρώτος που έκανε δυνατή μια τέτοια επιχείρηση με τη βοήθεια ενός νέου ενισχυτή τηλεφώνου δεν ήταν Αμερικανός, αλλά κληρονόμος μιας πλούσιας βιεννέζικης οικογένειας με ενδιαφέρον για την επιστήμη. Ως νέος άνδρας, Με τα χρήματα των γονιών του, αγόρασε μια εταιρεία κατασκευής τηλεφώνων και ξεκίνησε να κατασκευάζει έναν ενισχυτή για τηλεφωνικές συνομιλίες. Μέχρι το 1906, είχε κατασκευάσει ένα ρελέ χρησιμοποιώντας καθοδικούς σωλήνες, κάτι που ήταν τότε συνηθισμένο στα πειράματα φυσικής (και αργότερα η βάση για την κυρίαρχη τεχνολογία οθονών βίντεο του XNUMXού αιώνα). Ένα ασθενές εισερχόμενο σήμα έλεγχε έναν ηλεκτρομαγνήτη που καμπύλωνε τη δέσμη, διαμορφώνοντας ένα ισχυρότερο ρεύμα στο κύριο κύκλωμα.
Μέχρι το 1910, ο von Lieben και οι συνάδελφοί του, Eugene Reisz και Sigmund Strauss, είχαν μάθει για το Audion του de Forest και αντικατέστησαν τον μαγνήτη στον σωλήνα με ένα πλέγμα που έλεγχε τις καθοδικές ακτίνες - ένα σχέδιο που ήταν πιο αποτελεσματικό και ανώτερο από οτιδήποτε κατασκευαζόταν στις Ηνωμένες Πολιτείες εκείνη την εποχή. Το γερμανικό τηλεφωνικό δίκτυο σύντομα υιοθέτησε τον ενισχυτή του von Lieben. Το 1914, επέτρεψε μια νευρική κλήση από τον διοικητή του Ανατολικού Πρωσικού Στρατού στο γερμανικό αρχηγείο 1000 χιλιόμετρα μακριά στο Koblenz. Αυτό ώθησε τον αρχηγό του επιτελείου να στείλει τους στρατηγούς Hindenberg και Ludendorff ανατολικά, σε αιώνια δόξα και τρομερές συνέπειες. Παρόμοιοι ενισχυτές αργότερα συνέδεσαν το γερμανικό αρχηγείο με στρατούς πεδίου 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 ποτέ στις Ηνωμένες Πολιτείες και σύντομα ξεπεράστηκε από άλλα γεγονότα.
Εν τω μεταξύ, ο ντε Φόρεστ εγκατέλειψε την αποτυχημένη Ραδιοτηλεφωνική Εταιρεία το 1911 και κατέφυγε στην Καλιφόρνια, όπου ανέλαβε εργασία στην Ομοσπονδιακή Τηλεγραφική Εταιρεία στο Πάλο Άλτο, η οποία ιδρύθηκε από έναν απόφοιτο του Στάνφορντ. Ονομαστικά, ο ντε Φόρεστ υποτίθεται ότι εργαζόταν πάνω σε έναν ενισχυτή που θα αύξανε την ένταση της εξόδου του δέκτη της Ομοσπονδιακής Ραδιοφωνίας. Στην πραγματικότητα, αυτός, ο Χέρμπερτ Βαν Έταν (ένας έμπειρος τηλεφωνικός μηχανικός) και ο Τσαρλς Λόνγκγουντ (ένας σχεδιαστής δέκτη) εργάζονταν πάνω στον ενισχυτή τηλεφώνου, ώστε οι τρεις τους να κερδίσουν ένα φημολογούμενο έπαθλο 1 εκατομμυρίου δολαρίων από την AT&T.
Για να το πετύχει αυτό, ο de Forest έβγαλε ένα Audion από τη σοφίτα και μέχρι το 1912, αυτός και οι συνάδελφοί του είχαν μια συσκευή έτοιμη για επίδειξη στην τηλεφωνική εταιρεία. Αποτελούνταν από πολλά Audions συνδεδεμένα σε σειρά, δημιουργώντας ενίσχυση σε στάδια, και μερικά άλλα βοηθητικά εξαρτήματα. Η συσκευή λειτουργούσε, κατ' αρχήν - μπορούσε να ενισχύσει ένα σήμα αρκετά ώστε να ακούσει ένα μαντήλι να πέφτει ή ένα ρολόι τσέπης να χτυπάει. Αλλά μόνο σε ρεύματα και τάσεις πολύ χαμηλές για να είναι χρήσιμες για τηλεφωνία. Καθώς το ρεύμα αυξανόταν, τα Audions άρχισαν να λάμπουν μπλε και το σήμα μετατρεπόταν σε θόρυβο. Αλλά η τηλεφωνική εταιρεία ενδιαφέρθηκε αρκετά ώστε να δώσει τη συσκευή στους μηχανικούς της για να δουν τι μπορούσαν να κάνουν με αυτήν. Τελικά, ένας από αυτούς, ένας νεαρός φυσικός ονόματι Harold Arnold, ήξερε ακριβώς πώς να επισκευάσει τον ενισχυτή από την Federal Telegraph.
Ήρθε η ώρα να συζητήσουμε πώς λειτουργούσαν η βαλβίδα και το Audion. Η βασική γνώση που χρειαζόταν για να εξηγηθεί η λειτουργία τους προήλθε από το Εργαστήριο Cavendish στο Cambridge, το πνευματικό κέντρο της νέας ηλεκτρονικής φυσικής. Εκεί, το 1899, ο J. J. Thomson είχε δείξει σε πειράματα με καθοδικούς σωλήνες ότι ένα σωματίδιο με μάζα, αργότερα γνωστό ως ηλεκτρόνιο, μετέφερε ρεύμα από την κάθοδο στην άνοδο. Τα επόμενα χρόνια, ο συνάδελφος του Thomson, Owen Richardson, ανέπτυξε αυτή την γνώση σε μια μαθηματική θεωρία της θερμιονικής εκπομπής.
Ο Άμπροουζ Φλέμινγκ, ένας μηχανικός που εργαζόταν σε κοντινή απόσταση με το τρένο από το Κέιμπριτζ, ήταν εξοικειωμένος με αυτή την εργασία. Συνειδητοποίησε ότι η βαλβίδα του λειτουργούσε με θερμιονική εκπομπή ηλεκτρονίων από ένα θερμαινόμενο νήμα, διασχίζοντας ένα κενό κενού σε μια ψυχρή άνοδο. Αλλά το κενό στην ενδεικτική λυχνία δεν ήταν βαθύ - δεν ήταν απαραίτητο για μια συνηθισμένη λάμπα. Ήταν αρκετό για να αντλεί αρκετό οξυγόνο για να εμποδίσει το νήμα να ανάψει. Ο Φλέμινγκ συνειδητοποίησε ότι για να λειτουργήσει καλύτερα η βαλβίδα, έπρεπε να αδειάσει όσο το δυνατόν πληρέστερα, έτσι ώστε οποιοδήποτε υπόλοιπο αέριο να μην παρεμβαίνει στη ροή των ηλεκτρονίων.
Ο Ντε Φόρεστ δεν το κατάλαβε. Επειδή είχε καταλήξει στη βαλβίδα και το Audion μέσω των πειραμάτων του με τον καυστήρα Μπούνσεν, η πεποίθησή του ήταν το αντίθετο - ότι το θερμό ιονισμένο αέριο ήταν το λειτουργικό ρευστό της συσκευής και ότι η πλήρης αφαίρεσή του θα την έκανε να σταματήσει να λειτουργεί. Αυτός ήταν ο λόγος για τον οποίο το Audion λειτουργούσε τόσο ασταθώς και μη ικανοποιητικά ως ραδιοφωνικός δέκτης και γι' αυτό εξέπεμπε μπλε φως.
Ο Άρνολντ στην AT&T βρισκόταν στην ιδανική θέση για να διορθώσει το λάθος του ντε Φόρεστ. Ήταν φυσικός που είχε σπουδάσει κοντά στον Ρόμπερτ Μίλικαν στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο και είχε προσληφθεί ειδικά για να εφαρμόσει τις γνώσεις του για τη νέα φυσική των ηλεκτρονίων στο πρόβλημα της κατασκευής ενός τηλεφωνικού δικτύου από ακτή σε ακτή. Ήξερε ότι ο σωλήνας Audion θα λειτουργούσε καλύτερα σε σχεδόν τέλειο κενό, ήξερε ότι οι πιο σύγχρονες αντλίες μπορούσαν να επιτύχουν ένα τέτοιο κενό, ήξερε ότι ένας νέος τύπος νήματος επικαλυμμένου με οξείδιο, μαζί με μια μεγαλύτερη πλάκα και πλέγμα, θα μπορούσε επίσης να αυξήσει τη ροή των ηλεκτρονίων. Με λίγα λόγια, είχε μετατρέψει τον Audion σε σωλήνα κενού, τον θαυματουργό της ηλεκτρονικής εποχής.
Η AT&T διέθετε τον ισχυρό ενισχυτή που χρειαζόταν για να κατασκευάσει μια διηπειρωτική γραμμή — απλώς δεν είχε τα δικαιώματα να τη χρησιμοποιήσει. Η εταιρεία ήταν επιφυλακτική στις διαπραγματεύσεις της με τον de Forest, αλλά διαπραγματεύτηκε μέσω ενός εξωτερικού δικηγόρου, ο οποίος κατάφερε να αγοράσει τα δικαιώματα χρήσης του Audion ως τηλεφωνικού ενισχυτή για 50 δολάρια (περίπου 000 εκατομμύρια δολάρια σε δολάρια του 1,25). Η γραμμή Νέα Υόρκη-Σαν Φρανσίσκο άνοιξε ακριβώς στην ώρα της, αλλά περισσότερο ως θρίαμβος τεχνικής δεξιοτεχνίας και εταιρικής διαφήμισης παρά ως μέσο επικοινωνίας. Το κόστος των κλήσεων ήταν τόσο αστρονομικό που σχεδόν κανείς δεν μπορούσε να τη χρησιμοποιήσει.
ηλεκτρονική εποχή
Ο πραγματικός σωλήνας κενού έγινε η ρίζα ενός ολόκληρου νέου δέντρου ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Όπως και το ρελέ, ο σωλήνας κενού επέκτεινε συνεχώς τις εφαρμογές του καθώς οι μηχανικοί έβρισκαν νέους τρόπους να προσαρμόζουν τον σχεδιασμό του σε συγκεκριμένες εργασίες. Η άνοδος της φυλής των -ωδών δεν τελείωσε με τις διόδους και τις τριόδους. Συνεχίστηκε με , το οποίο πρόσθεσε ένα επιπλέον πλέγμα που υποστήριζε το κέρδος καθώς τα στοιχεία στο κύκλωμα μεγάλωναν. Στη συνέχεια ήρθε , , ακόμα και Εμφανίστηκαν τα θυρατρόν, γεμάτα με ατμούς υδραργύρου, που έλαμπαν με ένα απόκοσμο μπλε χρώμα. Μικροσκοπικοί σωλήνες στο μέγεθος ενός μικρού δακτύλου ή ακόμα και ενός βελανιδιού. Έμμεσα θερμαινόμενοι σωλήνες καθόδου, στους οποίους ο βόμβος μιας πηγής εναλλασσόμενου ρεύματος δεν διατάρασσε το σήμα. Το βιβλίο Saga of the Vacuum Tube, που περιγράφει την ανάπτυξη της βιομηχανίας σωλήνων κενού μέχρι το 1930, απαριθμεί περισσότερα από 1000 διαφορετικά μοντέλα με βάση τον δείκτη τους - αν και πολλά από αυτά ήταν πλαστά αντίγραφα από αναξιόπιστες μάρκες: Ultron, Perfectron, Supertron, Voltron, κ.λπ.
Πιο σημαντική από την ποικιλία των μορφών ήταν η ποικιλία των εφαρμογών για τον σωλήνα κενού. Τα αναγεννητικά κυκλώματα μετέτρεψαν την τριόδου σε πομπό – παράγοντας ομαλά, σταθερά ημιτονοειδή κύματα, χωρίς θορυβώδεις σπινθήρες, και ικανά να μεταδίδουν τον ήχο τέλεια. Με έναν συνεκτικό και σπινθήρες, ο Marconi μόλις που μπορούσε να μεταδώσει ένα σύντομο απόσπασμα κώδικα Μορς πέρα από τον στενό Ατλαντικό το 1901. Το 1915, χρησιμοποιώντας έναν σωλήνα κενού ως πομπό και δέκτη, η AT&T μπορούσε να μεταδώσει την ανθρώπινη φωνή από το Άρλινγκτον της Βιρτζίνια στη Χονολουλού – σε διπλάσια απόσταση. Μέχρι τη δεκαετία του 1920, είχαν συνδυάσει την τηλεφωνία μεγάλων αποστάσεων με την υψηλής ποιότητας μετάδοση ήχου για να δημιουργήσουν τα πρώτα ραδιοφωνικά δίκτυα. Σύντομα, ολόκληρο το έθνος μπορούσε να ακούσει την ίδια φωνή στο ραδιόφωνο, είτε επρόκειτο για τον Ρούσβελτ είτε για τον 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 είχε γοητεύσει τον Alexander Graham Bell, τον Edison και άλλους σαράντα χρόνια νωρίτερα. Μέχρι το 1923, η AT&T είχε μια φωνητική γραμμή δέκα καναλιών από τη Νέα Υόρκη στο Πίτσμπουργκ. Η δυνατότητα μεταφοράς πολλαπλών φωνών μέσω ενός μόνο χάλκινου καλωδίου μείωσε δραματικά το κόστος των υπεραστικών κλήσεων, οι οποίες ήταν πάντα απαγορευτικά ακριβές μόνο για τα πλουσιότερα άτομα και επιχειρήσεις. Βλέποντας τι μπορούσαν να κάνουν οι λυχνίες κενού, η AT&T έστειλε τους δικηγόρους της να αγοράσουν πρόσθετα δικαιώματα από τον de Forest, διασφαλίζοντας ότι θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν το Audion σε όλες τις διαθέσιμες εφαρμογές. Συνολικά, του πλήρωσαν 390 δολάρια, το ισοδύναμο περίπου 000 εκατομμυρίων δολαρίων σήμερα.
Με τέτοια ευελιξία, γιατί οι λυχνίες κενού δεν κυριάρχησαν στην πρώτη γενιά υπολογιστών με τον ίδιο τρόπο που κυριάρχησαν στον ραδιοφωνικό και άλλο τηλεπικοινωνιακό εξοπλισμό; Ήταν προφανές ότι μια τριόδου θα μπορούσε να είναι ένας ψηφιακός διακόπτης εξίσου εύκολα με ένα ρελέ. Τόσο προφανές, μάλιστα, που ο de Forest πίστευε ότι είχε δημιουργήσει ένα ρελέ πριν καν το δημιουργήσει. Και η τριόδου ήταν πολύ πιο ευαίσθητη από ένα παραδοσιακό ηλεκτρομηχανικό ρελέ, καθώς δεν χρειαζόταν να κινήσει φυσικά τον οπλισμό. Ένα τυπικό ρελέ χρειαζόταν μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου για να αλλάξει, αλλά η αλλαγή στο ρεύμα από την κάθοδο στην άνοδο λόγω μιας αλλαγής στο δυναμικό του δικτύου ήταν σχεδόν ακαριαία.
Αλλά οι λυχνίες είχαν ένα σαφές μειονέκτημα σε σχέση με τα ρελέ: την τάση τους, όπως και οι προκάτοχοί τους, οι λάμπες, να καίγονται. Το αρχικό Audion του De Forest είχε τόσο μικρή διάρκεια ζωής - περίπου 100 ώρες - που είχε ένα εφεδρικό νήμα στο σωλήνα που έπρεπε να συνδεθεί όταν κάηκε το πρώτο. Αυτό ήταν αρκετά κακό, αλλά ακόμα και τότε, ακόμη και οι καλύτερες λυχνίες δεν μπορούσαν να αναμένεται να διαρκέσουν περισσότερο από μερικές χιλιάδες ώρες. Για υπολογιστές με χιλιάδες λυχνίες και ώρες υπολογισμών, αυτό ήταν ένα σοβαρό πρόβλημα.
Τα ρελέ, από την άλλη πλευρά, ήταν, σύμφωνα με τον George Stibitz, «εκπληκτικά αξιόπιστα». Σε τέτοιο βαθμό που ισχυρίστηκε ότι
Αν ένα σετ ρελέ σχήματος U είχε αρχίσει να λειτουργεί το έτος 3000 μ.Χ. και άλλαζε επαφές μία φορά ανά δευτερόλεπτο, θα λειτουργούσε ακόμα σήμερα. Η πρώτη βλάβη επαφής δεν θα αναμενόταν για άλλα χίλια χρόνια, ίσως γύρω στο έτος XNUMX.
Επιπλέον, δεν υπήρχε εμπειρία με μεγάλα ηλεκτρονικά κυκλώματα συγκρίσιμη με τα ηλεκτρομηχανικά κυκλώματα των τηλεφωνικών μηχανικών. Τα ραδιόφωνα και άλλος εξοπλισμός μπορούσαν να περιέχουν 5-10 λυχνίες, αλλά όχι εκατοντάδες χιλιάδες. Κανείς δεν ήξερε αν ένας υπολογιστής θα μπορούσε να λειτουργήσει με 5000 λυχνίες. Επιλέγοντας ρελέ αντί για λυχνίες, 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
