Остали чланци из серије:
- Историја штафете
- Историја електронских рачунара
- Историја транзистора
- Интернет историја
В видели смо како је прва генерација дигиталних рачунара изграђена на основу прве генерације аутоматских електричних прекидача – електромагнетних релеја. Али у време када су ови рачунари створени, иза кулиса је чекао још један дигитални прекидач. Релеј је био електромагнетни уређај (који користи електричну енергију за управљање механичким прекидачем), а нова класа дигиталних прекидача је била електронска – заснована на новим сазнањима о електрону која су се појавила почетком XNUMX. века. Ова наука је указала да носилац електричне силе није струја, не талас, не поље – већ чврста честица.
Уређај који је изнедрио еру електронике засноване на овој новој физици постао је познат као вакуумска цев. Историја његовог стварања укључује двоје људи: Енглеза и амерички . У стварности, порекло електронике је сложеније, са много нити које прелазе Европу и Атлантик, протежући се до раних експеримената са Лејденским теглама средином XNUMX. века.
Али у оквиру наше презентације биће згодно да се покрије (намера речи!) ову историју, почевши од Томаса Едисона. 1880-их, Едисон је направио занимљиво откриће радећи на електричном осветљењу — откриће које поставља сцену за нашу причу. Одавде је дошао даљи развој вакуумских цеви, потребних за два технолошка система: нови облик бежичне размене порука и телефонске мреже које се стално шире.
Пролог: Едисон
Едисон се генерално сматра проналазачем сијалице. Ово му даје превише и премало заслуга у исто време. Превише, јер Едисон није био једини који је измислио светлећу лампу. Поред гомиле проналазача која му је претходила, чије креације нису достигле комерцијалну примену, можемо поменути Џозефа Свона и Чарлса Стерна из Британије и Американца Вилијема Сојера, који је на тржиште донео сијалице у исто време када и Едисон. [Част проналаска припада и руском проналазачу . Лодигин је био први који је погодио да пумпа ваздух из стаклене сијалице, а затим је предложио да се филамент направи не од угља или угљенисаних влакана, већ од ватросталног волфрама / прибл. превод]. Све лампе су се састојале од затворене стаклене сијалице, унутар које се налазила отпорна нит. Када је лампа повезана са струјним колом, топлота произведена отпором нити на струју изазвала је њено сијање. Ваздух је испумпан из балоне да би се спречило да се филамент запали. Електрично светло је већ било познато у великим градовима у облику , који се користи за осветљавање великих јавних места. Сви ови проналазачи тражили су начин да смање количину светлости узимајући светлу честицу из запаљеног лука, довољно малу да се користи у кућама за замену гасних лампи, и да извор светлости учине сигурнијим, чистијим и светлијим.
А оно што је Едисон заиста урадио - или боље речено, оно што је створила његова индустријска лабораторија - није било само стварање извора светлости. Изградили су цео електрични систем за осветљење кућа – генераторе, жице за пренос струје, трансформаторе итд. Од свега овога, сијалица је била само најочигледнија и највидљивија компонента. Присуство Едисоновог имена у његовим електроенергетским компанијама није било једноставно колено за великог проналазача, као што је био случај са Белл телефоном. Едисон се показао не само као проналазач, већ и као системски архитекта. Његова лабораторија је наставила да ради на побољшању различитих компоненти електричног осветљења чак и након њиховог раног успеха.
Пример раних Едисонових лампи
Током истраживања око 1883. године, Едисон (и вероватно један од његових запослених) одлучио је да стави металну плочу унутар светлеће лампе заједно са жарном нити. Разлози за ову акцију су нејасни. Можда је ово био покушај да се елиминише затамњење лампе - унутрашњост стакла сијалице током времена накупила је мистериозну тамну супстанцу. Инжењер се очигледно надао да ће ове црне честице бити привучене плочи под напоном. На своје изненађење, открио је да када је плоча укључена у коло заједно са позитивним крајем филамента, количина струје која тече кроз филамент је директно пропорционална интензитету сјаја нити. Приликом повезивања плоче са негативним крајем навоја, ништа слично није примећено.
Едисон је одлучио да овај ефекат, касније назван Едисонов ефекат или , може се користити за мерење или чак контролу „електромоторне силе“ или напона у електричном систему. Из навике се пријавио за патент за овај „електрични индикатор“, а затим се вратио важнијим задацима.
Без жица
Пређимо унапред 20 година у будућност, у 1904. У то време у Енглеској, Џон Амброуз Флеминг је радио на упутствима компаније Маркони да побољша пријемник радио таласа.
Важно је разумети шта је радио био, а шта није био у то време, и у смислу инструмента и у пракси. Радио се тада није ни звао „радио“, звао се „бежични“. Термин "радио" постао је распрострањен тек 1910-их. Конкретно, мислио је на бежичну телеграфију - систем за пренос сигнала у облику тачака и цртица од пошиљаоца до примаоца. Његова главна примена била је комуникација између бродова и лучких служби и у том смислу је био од интереса за поморске власти широм света.
Неки проналазачи тог времена, посебно, , експериментисао са идејом радиотелефона - који преноси гласовне поруке преко ваздуха у облику непрекидног таласа. Али емитовање у модерном смислу појавило се тек 15 година касније: пренос вести, прича, музике и других програма за пријем широкој публици. До тада, омнидирекциона природа радио сигнала се сматрала проблемом који треба решити, а не особином која би се могла искористити.
Радио опрема која је постојала у то време била је добро прилагођена за рад са Морзеовом азбуком и слабо за све остало. Одашиљачи су стварали Хертзиан таласе слањем варнице кроз празнину у колу. Због тога је сигнал био праћен пуцкетањем статике.
Пријемници су препознали овај сигнал кроз кохерер: металне струготине у стакленој цеви, које су се под утицајем радио таласа спојиле у непрекидну масу, и тако заокружиле коло. Затим је стакло требало лупкати како би се пиљевина распала и пријемник био спреман за следећи сигнал - у почетку се то радило ручно, али су се убрзо за то појавили аутоматски уређаји.
1905. тек су почели да се појављују , такође познат као "мачји брк". Испоставило се да једноставно додиривањем одређеног кристала жицом, на пример, силицијум, гвоздени пирит или , било је могуће ишчупати радио сигнал из ничега. Добијени пријемници су били јефтини, компактни и доступни свима. Подстицали су развој радио-аматера, посебно међу младима. Изненадни пораст попуњености термина који је настао као резултат тога довео је до проблема због чињенице да је радио време подељено на све кориснике. Невини разговори аматера могли су случајно да се укрсте са преговорима поморске флоте, а неки хулигани су чак успели да дају лажна наређења и пошаљу сигнале за помоћ. Држава је неминовно морала да интервенише. Као што је сам Амбросе Флеминг написао, појава кристалних детектора
одмах је довело до пораста неодговорне радиотелеграфије због несташлука безбројних електричара аматера и студената, што је захтевало снажну интервенцију националних и међународних власти да би ствари биле здраве и безбедне.
Из необичних електричних својстава ових кристала, својевремено ће настати трећа генерација дигиталних прекидача, након релеја и лампи - прекидача који доминирају нашим светом. Али све има своје време. Описали смо сцену, а сада да вратимо сву пажњу на глумца који се управо појавио у центру пажње: Амброуз Флеминг, Енглеска, 1904.
Вентил
Године 1904, Флеминг је био професор електротехнике на Универзитетском колеџу у Лондону и консултант компаније Маркони. Компанија га је у почетку ангажовала да пружи експертизу за изградњу електране, али се потом укључио у задатак побољшања пријемника.
Флеминг 1890. године
Сви су знали да је кохерер лош пријемник у смислу осетљивости, а магнетни детектор развијен у Макронију није био нарочито бољи. Да би пронашао замену, Флеминг је прво одлучио да направи осетљиво коло за детекцију Херцових таласа. Такав уређај, чак и без да сам по себи постане детектор, био би користан у будућим истраживањима.
Да би то урадио, морао је да смисли начин да континуирано мери струју коју стварају долазећи таласи, уместо да користи дискретни кохерер (који се показао само у стањима - где се пиљевина залепила - или у искљученим стањима). Али познати уређаји за мерење јачине струје - галванометри - захтевали су константну, односно једносмерну струју за рад. Наизменична струја побуђена радио-таласима променила је правац тако брзо да мерење не би било могуће.
Флеминг се сетио да је у свом орману имао неколико занимљивих ствари које скупљају прашину - Едисонове индикаторске лампе. 1880-их био је консултант за Едисон Елецтриц Лигхтинг Цомпани у Лондону и радио је на проблему зацрњења лампе. У то време је добио неколико примерака индикатора, вероватно од Вилијама Приса, главног електроинжењера Британске поштанске службе, који се управо вратио са изложбе електротехнике у Филаделфији. У то време, контрола телеграфа и телефона била је уобичајена пракса ван Сједињених Држава за поштанске услуге, па су они били центри за електричну експертизу.
Касније, 1890-их, сам Флеминг је проучавао Едисонов ефекат користећи лампе добијене од Приса. Показао је да је ефекат био да струја тече у једном правцу: негативни електрични потенцијал може да тече од вруће нити до хладне електроде, али не и обрнуто. Али тек 1904. године, када се суочио са задатком детекције радио-таласа, схватио је да се та чињеница може користити у пракси. Едисонов индикатор ће дозволити само једносмерним импулсима наизменичне струје да прођу кроз јаз између филамента и плоче, што резултира константним и једносмерним протоком.
Флеминг је узео једну лампу, спојио је у серију са галванометром и укључио предајник варница. Воила - огледало се окренуло и сноп светлости се померио на скали. Успело је. Могао би прецизно измерити долазни радио сигнал.
Прототипови вентила Флеминг. Анода је у средини петље филамента (врућа катода)
Флеминг је свој проналазак назвао "вентил" јер је дозвољавао струји да тече само у једном правцу. У општим електротехничким терминима, то је био исправљач – метода претварања наизменичне струје у једносмерну. Тада се звала диода јер је имала две електроде – топлу катоду (филамент) која је емитовала електричну енергију, и хладну аноду (плочу) која га је примала. Флеминг је увео неколико побољшања у дизајн, али у суштини уређај се није разликовао од индикаторске лампе коју је направио Едисон. Његов прелазак на нови квалитет догодио се као резултат промене начина размишљања – овај феномен смо већ видели много пута. Промена се догодила у свету идеја у Флеминговој глави, а не у свету ствари изван ње.
Сам Флеминг вентил је био користан. Био је то најбољи теренски уређај за мерење радио сигнала и сам по себи добар детектор. Али он није уздрмао свет. Експлозивни раст електронике почео је тек након што је Ли де Форест додао трећу електроду и претворио вентил у релеј.
Слушам
Ли де Форест је имао необично васпитање за студента Јејла. Његов отац, велечасни Хенри де Форест, био је ветеран грађанског рата из Њујорка и пастор. , и чврсто је веровао да као проповедник треба да шири божанску светлост знања и правде. Повинујући се позиву дужности, прихватио је позив да постане председник колеџа Таладега у Алабами. Колеџ је након грађанског рата основало Америчко мисионарско удружење са седиштем у Њујорку. Било је намењено образовању и менторству локалних црних становника. Тамо се Ли осећао између стене и наковња – локални црнци су га понижавали због његове наивности и кукавичлука, а локални белци – због тога што је .
Па ипак, као младић, де Форест је развио снажан осећај самопоуздања. Открио је склоност ка механици и проналаску - његова макета локомотиве постала је локално чудо. Као тинејџер, док је студирао у Таладеги, одлучио је да свој живот посвети проналаску. Тада је, као младић и живећи у граду Њу Хејвену, пасторов син одбацио своја последња верска уверења. Постепено су отишли због познанства са дарвинизмом, а онда су одувани као ветар после преране смрти његовог оца. Али осећај његове судбине није напуштао Де Фореста - сматрао је себе генијем и тежио је да постане други Никола Тесла, богати, познати и мистериозни чаробњак ере струје. Његови другови са Јејла сматрали су га самозадовољним шаком. Он је можда најмање популаран човек којег смо икада срели у нашој историји.
де Форест, ц.1900
Након што је 1899. дипломирао на Универзитету Јејл, де Форест је изабрао да савлада новонасталу уметност бежичног преноса сигнала као пута до богатства и славе. У деценијама које су уследиле, јурио је овим путем са великом одлучношћу и самопоуздањем, и без икаквог оклевања. Све је почело сарадњом Де Фореста и његовог партнера Еда Смајта у Чикагу. Смитхе је одржавао своје предузеће уз редовна плаћања и заједно су развили сопствени детектор радио таласа, који се састојао од две металне плоче спојене лепком који је де Форест назвао „паста“ [гоо]. Али де Форест није могао дуго да чека на награду за своју генијалност. Отарасио се Смајта и удружио се са сумњивим њујоршким финансијером по имену Абрахам Вајт [иронично је променио име из оног које му је дато при рођењу, Шварц, да би сакрио своје мрачне афере. Бела/Бела – (енглеска) бела, Шварц/Шварц – (немачка) црна / прибл. превод], отварајући компанију Де Форест Вирелесс Телеграпх.
Саме активности чете биле су од споредног значаја за оба наша хероја. Бели је искористио незнање људи да би напунио џепове. Преварио је милионе инвеститора који се боре да одрже корак са очекиваним процватом радија. А де Форест се, захваљујући обилном приливу средстава ових „наивчина“, концентрисао на доказивање своје генијалности кроз развој новог америчког система за бежични пренос информација (за разлику од европског који су развили Маркони и други).
Нажалост по амерички систем, Де Форест детектор није радио посебно добро. Решио је овај проблем неко време позајмивши патентирани дизајн Реџиналда Фесендена за детектор назван „течни баретер“ – две платинасте жице уроњене у каду са сумпорном киселином. Фесенден је поднео тужбу због повреде патента - и очигледно би добио ову парницу. Де Форест није могао да се смири док није смислио нови детектор који је припадао само њему. У јесен 1906. најавио је стварање таквог детектора. На два одвојена састанка у Америчком институту за електротехнику, де Форест је описао свој нови бежични детектор, који је назвао Аудион. Али његово право порекло је под сумњом.
Неко време, де Форестови покушаји да направи нови детектор вртели су се око проласка струје кроз пламен , који би, по његовом мишљењу, могао бити асиметричан проводник. Идеја, очигледно, није била крунисана успехом. У неком тренутку 1905. сазнао је за Флемингов вентил. Де Форесту је помислио да се овај вентил и његов уређај заснован на горионику суштински не разликују - ако замените врући навој пламеном и покријете га стакленом сијалицом да ограничите гас, добићете исти вентил. Развио је низ патената који су пратили историју изума вентила пре Флеминга користећи детекторе гасног пламена. Он је очигледно желео да себи да предност у проналаску, заобилазећи Флемингов патент, пошто је рад са Бунзеновим гориоником претходио Флеминговом раду (они су се одвијали од 1900. године).
Немогуће је рећи да ли је то била самообмана или превара, али резултат је био де Форестов патент из августа 1906. за „празну стаклену посуду која садржи две одвојене електроде, између којих постоји гасовити медијум који, када се довољно загреје, постаје проводник и формира сензорни елемент“. За опрему и рад уређаја заслужан је Флеминг, а за објашњење његовог рада Де Форест. Де Форест је на крају изгубио патентни спор, иако је за то требало десет година.
Нестрпљиви читалац се можда већ пита зашто толико времена трошимо на овог човека чији је самопроглашени геније туђе идеје представљао као своје? Разлог лежи у трансформацијама које је Аудион претрпео у последњих неколико месеци 1906. године.
До тада, де Форест није имао посао. Вајт и његови партнери избегли су одговорност у вези са Фесенденовом тужбом тако што су створили нову компанију, Унитед Вирелесс, и позајмили јој средства Америцан Де Форест за 1 долар. Де Форест је избачен са 1000 долара одштете и неколико бескорисних патената у рукама, укључујући патент за Аудион. Навикнут на раскошан начин живота, суочио се са озбиљним финансијским потешкоћама и очајнички је покушао да Аудион претвори у велики успех.
Да бисмо разумели шта се даље догодило, важно је знати да је де Форест веровао да је измислио релеј - за разлику од Флеминговог исправљача. Направио је свој Аудион тако што је спојио батерију на плочу са хладним вентилом и веровао је да сигнал у колу антене (повезан са врућим филаментом) модулира вишу струју у кругу батерије. Погрешио је: то нису била два кола, батерија је једноставно пребацила сигнал са антене, уместо да га појачава.
Али ова грешка је постала критична, јер је де Фореста навела на експерименте са трећом електродом у боци, која је требало да додатно искључи два кола овог „релеја“. Прво је додао другу хладну електроду поред прве, али је онда, можда под утицајем контролних механизама које су физичари користили за преусмеравање снопа у уређајима катодних зрака, померио електроду у положај између филамента и примарне плоче. Одлучио је да овај положај може да прекине проток електричне енергије и променио је облик треће електроде из плоче у таласасту жицу која је подсећала на рашпицу - и назвао је „мрежа“.
1908 Аудио триода. Навој (прекинут) на левој страни је катода, таласаста жица је мрежа, заобљена метална плоча је анода. Још увек има навоје као обична сијалица.
И заиста је била штафета. Слаба струја (попут оне коју производи радио антена) примењена на мрежу могла би да контролише много јачу струју између филамента и плоче, одбијајући наелектрисане честице које су покушавале да прођу између њих. Овај детектор је радио много боље од вентила јер не само да је исправљао, већ је и појачавао радио сигнал. И, као вентил (и за разлику од кохерера), могао је да производи константан сигнал, што је омогућило стварање не само радиотелеграфа, већ и радиотелефона (а касније - преноса гласа и музике).
У пракси то није функционисало посебно добро. Де Форест аудио снимци су били избирљиви, брзо су прегорели, недостајала им је доследност у производњи и били су неефикасни као појачала. Да би одређени Аудион исправно функционисао, било је потребно да му прилагодите електричне параметре кола.
Ипак, де Форест је веровао у свој изум. Основао је нову компанију да је рекламира, Радио Телепхоне Цомпани Де Форест, али продаја је била оскудна. Највећи успех је била продаја опреме флоти за унутарфлотну телефонију током обиласка света"„. Међутим, командант флоте, није имао времена да покрене де Форестове предајнике и пријемнике и да обучи посаду за њихову употребу, наредио је да се спакују и оставе у складишту. Штавише, нова Де Форестова компанија, коју је предводио следбеник Абрахама Вајта, није била ништа пристојнија од претходне. Да би повећао своју несрећу, убрзо се нашао оптужен за превару.
Пет година Аудион није постигао ништа. Још једном, телефон би играо кључну улогу у развоју дигиталног релеја, овог пута спасавајући обећавајућу, али непроверену технологију која је била на ивици заборава.
И опет телефон
Мрежа даљинских комуникација била је централни нервни систем компаније АТ&Т. Повезао је многе локалне компаније и обезбедио кључну конкурентску предност пошто су Белл-ови патенти истекли. Придруживањем АТ&Т мрежи, нови корисник би, у теорији, могао да допре до свих других претплатника хиљадама миља далеко – иако су у стварности позиви на даљину ретко обављани. Мрежа је такође била материјална основа за свеобухватну идеологију компаније „Једна политика, један систем, услуга на једном месту“.
Али са почетком друге деценије двадесетог века ова мрежа је достигла свој физички максимум. Што су се телефонске жице даље протезале, сигнал који је пролазио кроз њих бивао је слабији и бучнији, а као резултат тога, говор је постао готово нечујан. Због тога су у САД заправо постојале две АТ&Т мреже, одвојене континенталним гребеном.
За источну мрежу, Њујорк је био клин, а механички репетитори и – везица која је одређивала колико далеко људски глас може да путује. Али ове технологије нису биле свемоћне. Намотаји су променили електрична својства телефонског кола, смањујући слабљење гласовних фреквенција - али су могли само да га смање, а не да га елиминишу. Механички репетитори (само телефонски звучник повезан са микрофоном за појачање) додавали су шум при сваком понављању. Линија из 1911. од Њујорка до Денвера довела је овај појас до своје максималне дужине. Није било говора о проширењу мреже на цео континент. Међутим, 1909. године Џон Карти, главни инжењер АТ&Т-а, јавно је обећао да ће то учинити. Обећао је да ће то урадити за пет година - до почетка у Сан Франциску 1915.
Први који је уз помоћ новог телефонског појачала омогућио овакав подухват није био Американац, већ наследник имућне бечке породице заинтересоване за науку. Бити млад Уз помоћ родитеља купио је компанију за производњу телефона и кренуо да прави телефонско појачало. До 1906. године направио је релеј заснован на катодним цевима, које су до тада биле широко коришћене у физичким експериментима (а касније су постале основа за технологију видео екрана која је доминирала у XNUMX. веку). Слаб долазни сигнал је контролисао електромагнет који је савијао сноп, модулирајући јачу струју у главном колу.
До 1910. године, вон Лиебен и његове колеге, Еугене Реисе и Сигмунд Страусс, сазнали су за де Форестову Аудионе и заменили магнет у цеви решетком која је контролисала катодне зраке - овај дизајн је био најефикаснији и супериорнији од било чега направљеног у Сједињеним Државама. државе у то време. Немачка телефонска мрежа је убрзо усвојила фон Либеново појачало. Године 1914. захваљујући њој, нервозан телефонски позив команданта источнопруске војске обавио је немачки штаб, који се налазио 1000 километара даље, у Кобленцу. Ово је приморало начелника штаба да пошаље генерале Хинденберга и Лудендорфа на исток, у вечну славу и са страшним последицама. Слични појачивачи су касније повезивали немачки штаб са пољским војскама на југу и истоку све до Македоније и Румуније.
Копија вон Лиебеновог побољшаног релеја катодних зрака. Катода је на дну, анода је калем на врху, а мрежа је округла метална фолија у средини.
Међутим, језичке и географске баријере, као и рат, значиле су да овај дизајн није стигао до Сједињених Држава, а други догађаји су га убрзо претекли.
У међувремену, де Форест је напустио пропалу радиотелефонску компанију 1911. и побегао у Калифорнију. Тамо је добио посао у Федералној телеграфској компанији у Пало Алту, коју је основао дипломац Станфорда . Номинално, де Форест би радио на појачалу које би повећало јачину федералног радио излаза. У ствари, он, Херберт ван Етан (искусни телефонски инжењер) и Чарлс Логвуд (дизајнер пријемника) кренули су да направе телефонско појачало како би њих тројица могли да освоје награду од АТ&Т-а, за коју се причало да износи милион долара.
Да би то урадио, де Форест је узео Аудион са мезанина, а до 1912. он и његове колеге су већ имали уређај спреман за демонстрацију у телефонској компанији. Састојао се од неколико Аудиона повезаних у серију, стварајући појачање у неколико фаза, и још неколико помоћних компоненти. Уређај је заправо радио - могао је да појача сигнал довољно да чујете како марамица пада или откуцава џепни сат. Али само при ниским струјама и напонима да би били корисни у телефонији. Како се струја повећавала, Аудиони су почели да емитују плави сјај, а сигнал се претворио у шум. Али индустрија телефона је била довољно заинтересована да однесе уређај својим инжењерима и види шта могу да ураде са њим. Десило се да је један од њих, млади физичар Харолд Арнолд, тачно знао како да поправи појачало из Федералног телеграфа.
Време је да разговарамо о томе како су вентил и Аудион радили. Кључни увид потребан за објашњење њиховог рада произашао је из Лабораторије Кевендиш у Кембриџу, истраживачког центра за нову физику електрона. Тамо је 1899. Ј. Ј. Тхомсон у експериментима са катодним цевима показао да честица масе, која је касније постала позната као електрон, преноси струју од катоде до аноде. Током наредних неколико година, Овен Ричардсон, Тхомсонов колега, развио је овај предлог у математичку теорију термоионске емисије.
Амбросе Флеминг, инжењер који је радио на краткој вожњи возом од Кембриџа, био је упознат са овим радовима. Било му је јасно да његов вентил ради због термоионске емисије електрона из загрејане нити, прелазећи вакуумски зазор до хладне аноде. Али вакуум у индикаторској лампи није био дубок - то није било потребно за обичну сијалицу. Било је довољно да се испумпа довољно кисеоника да се нит не запали. Флеминг је схватио да вентил за најбоље функционисање мора да се испразни што је могуће темељније како преостали гас не би ометао проток електрона.
Де Форест ово није разумео. Пошто је до вентила и Аудиона дошао кроз експерименте са Бунзеновим гориоником, његово уверење је било супротно – да је врели јонизовани гас радни флуид уређаја, и да би његово потпуно уклањање довело до престанка рада. Због тога је Аудион био тако нестабилан и незадовољавајући као радио пријемник, и зашто је емитовао плаво светло.
Арнолд из АТ&Т-а је био у идеалној позицији да исправи де Форестову грешку. Био је физичар који је студирао код Роберта Миликана на Универзитету у Чикагу и био је ангажован посебно да примени своје знање о новој електронској физици на проблем изградње телефонске мреже од обале до обале. Знао је да ће Аудионова цев најбоље функционисати у скоро савршеном вакууму, знао је да најновије пумпе могу да постигну такав вакуум, знао је да нова врста филамента обложеног оксидом, заједно са већом плочом и решетком, такође може повећати проток електрона. Укратко, претворио је Аудион у вакумску цев, чудотворца електронског доба.
АТ&Т је имао моћно појачало потребно за изградњу трансконтиненталне линије - једноставно није имао права да га користи. Представници компаније су се понашали неповерљиво током преговора са де Форестом, али су започели посебан разговор преко адвоката треће стране, који је успео да откупи права за коришћење Аудиона као телефонског појачала за 50 долара (око 000 милиона долара у 1,25. години). Линија Њујорк–Сан Франциско отворена је баш на време, али више као тријумф техничке виртуозности и корпоративног оглашавања него као средство комуникације. Цена позива била је толико астрономска да скоро нико није могао да је искористи.
електронска ера
Права вакуумска цев постала је корен потпуно новог стабла електронских компоненти. Попут релеја, вакуумска цев је непрестано ширила своју примену док су инжењери налазили нове начине да прилагоде њен дизајн за решавање специфичних проблема. Раст племена "-од" није завршио са диодама и триодама. Наставило се са , који је додао додатну мрежу која је подржавала појачање са растом елемената у колу. Следећи се појавио , , и чак . Појавили су се тиратрони испуњени живином паром, који су сијали злослутном плавом светлошћу. Минијатурне лампе су величине малог прста или чак жира. Индиректне катодне лампе у којима зујање извора наизменичне струје није реметило сигнал. Сага о вакуумској цеви, која бележи раст индустрије цеви до 1930. године, наводи преко 1000 различитих модела по индексу - иако су многи били илегалне копије непоузданих брендова: Ултрон, Перфецтрон, Супертрон, Волтрон, итд.
Важније од разноликости облика била је разноврсност примене вакуумске цеви. Регенеративна кола су претворила триоду у предајник - стварајући глатке и константне синусне таласе, без бучних варница, способних да савршено пренесу звук. Са кохерером и искрама 1901. Маркони је једва могао да пренесе мали део Морзеове азбуке преко уског Атлантика. 1915. године, користећи вакуумску цев и као предајник и као пријемник, АТ&Т је могао да преноси људски глас од Арлингтона у Вирџинији до Хонолулуа — двоструко веће удаљености. До 1920-их, комбиновали су телефонију на даљину са висококвалитетним аудио емитовањем да би створили прве радио мреже. Тако је ускоро цела нација могла да слуша исти глас на радију, било да се ради о Рузвелту или Хитлеру.
Штавише, способност стварања предајника подешених на прецизну и стабилну фреквенцију омогућила је инжењерима телекомуникација да остваре дугогодишњи сан о мултиплексирању фреквенција који је привукао Александра Бела, Едисона и остале пре четрдесет година. До 1923. АТ&Т је имао десетоканалну говорну линију од Њујорка до Питсбурга. Могућност преноса више гласова преко једне бакарне жице радикално је смањила трошкове међуградских позива, који су, због високе цене, увек били приступачни само најбогатијим људима и предузећима. Видевши шта вакуумске цеви могу да ураде, АТ&Т је послао своје адвокате да откупе додатна права од де Фореста како би обезбедили права на коришћење Аудиона у свим доступним апликацијама. Укупно су му платили 390 долара, што је у данашњем новцу еквивалентно око 000 милиона долара.
Уз такву свестраност, зашто вакуумске цеви нису доминирале првом генерацијом рачунара на начин на који су доминирале радијима и другом телекомуникационом опремом? Очигледно, триода би могла бити дигитални прекидач баш као и релеј. Толико очигледно да је де Форест чак веровао да је створио штафету пре него што ју је заправо створио. А триода је била много осетљивија од традиционалног електромеханичког релеја јер није морала физички да помера арматуру. Типичном релеју је било потребно неколико милисекунди за пребацивање, а промена флукса од катоде до аноде услед промене електричног потенцијала на мрежи била је скоро тренутна.
Али лампе су имале јасан недостатак у односу на релеје: њихову тенденцију, као и њихове претходнике, сијалице, да прегоре. Животни век оригиналног Аудион де Форест-а био је толико кратак - око 100 сати - да је у лампи садржао резервну нит која је морала да се повеже након што је прва прегорела. Ово је било веома лоше, али ни после тога, чак ни најквалитетније лампе не могу да трају више од неколико хиљада сати. За рачунаре са хиљадама лампи и сатима прорачуна, ово је био озбиљан проблем.
Штафете су, с друге стране, биле „фантастично поуздане“, према Џорџу Стибицу. Толико да је то тврдио
Да је сет релеја у облику слова У почео прве године наше ере и мењао контакт једном у секунди, они би и данас радили. Први неуспех у контакту могао се очекивати тек хиљаду година касније, негде 3000. године.
Штавише, није било искуства са великим електронским колима упоредивим са електромеханичким колима телефонских инжењера. Радио апарати и друга опрема могу да садрже 5-10 лампи, али не и стотине хиљада. Нико није знао да ли ће бити могуће да ради компјутер са 5000 лампи. Избором релеја уместо цеви, компјутерски дизајнери су направили сигуран и конзервативан избор.
У наредном делу видећемо како и зашто су ове недоумице превазиђене.
Извор: ввв.хабр.цом