บทความอื่น ๆ ในซีรีส์:
- ประวัติการถ่ายทอด
- ประวัติคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์
- ประวัติของทรานซิสเตอร์
- ประวัติอินเทอร์เน็ต
В เราได้เห็นแล้วว่าคอมพิวเตอร์ดิจิทัลรุ่นแรกถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของสวิตช์ไฟฟ้าอัตโนมัติรุ่นแรก - รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า แต่เมื่อคอมพิวเตอร์เหล่านี้ถูกสร้างขึ้น ก็มีสวิตช์ดิจิทัลอีกตัวรออยู่เบื้องหลัง รีเลย์เป็นอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้า (ใช้ไฟฟ้าเพื่อควบคุมสวิตช์เชิงกล) และสวิตช์ดิจิทัลประเภทใหม่เป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์ โดยอาศัยความรู้ใหม่เกี่ยวกับอิเล็กตรอนที่กำเนิดในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 วิทยาศาสตร์นี้ระบุว่าพาหะของแรงไฟฟ้าไม่ใช่กระแส ไม่ใช่คลื่น ไม่ใช่สนาม แต่เป็นอนุภาคของแข็ง
อุปกรณ์ที่ให้กำเนิดยุคอิเล็กทรอนิกส์ตามหลักฟิสิกส์ใหม่นี้กลายเป็นที่รู้จักในชื่อหลอดสุญญากาศ ประวัติความเป็นมาของการสร้างสรรค์เกี่ยวข้องกับคนสองคน: ชาวอังกฤษ และอเมริกัน . ในความเป็นจริง ต้นกำเนิดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นั้นซับซ้อนกว่า โดยมีสายใยมากมายที่ข้ามยุโรปและมหาสมุทรแอตแลนติก โดยย้อนกลับไปถึงการทดลองในยุคแรกๆ กับขวด Leyden ในช่วงกลางศตวรรษที่ 18
แต่ภายในกรอบการนำเสนอของเรา จะสะดวกกว่าที่จะครอบคลุมประวัติศาสตร์นี้ (โดยตั้งใจไว้เป็นสำนวน!) โดยเริ่มจากโธมัส เอดิสัน ในช่วงทศวรรษที่ 1880 เอดิสันได้ค้นพบที่น่าสนใจในขณะที่ทำงานเกี่ยวกับไฟฟ้าแสงสว่าง ซึ่งเป็นการค้นพบที่ปูทางสำหรับเรื่องราวของเรา จากที่นี่เป็นการพัฒนาเพิ่มเติมของหลอดสุญญากาศ ซึ่งจำเป็นสำหรับระบบเทคโนโลยีสองระบบ: รูปแบบใหม่ของการรับส่งข้อความไร้สายและเครือข่ายโทรศัพท์ที่ขยายตัวอยู่ตลอดเวลา
บทนำ:เอดิสัน
โดยทั่วไปแล้วเอดิสันถือเป็นผู้ประดิษฐ์หลอดไฟ สิ่งนี้ทำให้เขามีเครดิตมากเกินไปและน้อยเกินไป มากเกินไป เพราะเอดิสันไม่ใช่คนเดียวที่คิดค้นโคมไฟส่องสว่าง นอกจากกลุ่มนักประดิษฐ์ที่อยู่ข้างหน้าเขาซึ่งผลงานสร้างสรรค์ของเขาไม่สามารถนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ได้ เรายังพูดถึงโจเซฟ สวอน และชาร์ลส สเติร์นจากอังกฤษ และวิลเลียม ซอว์เยอร์ ชาวอเมริกัน ซึ่งนำหลอดไฟออกสู่ตลาดในเวลาเดียวกับเอดิสัน [เกียรติยศของการประดิษฐ์นี้เป็นของนักประดิษฐ์ชาวรัสเซียด้วย . Lodygin เป็นคนแรกที่เดาว่าจะสูบอากาศออกจากหลอดแก้วจากนั้นแนะนำให้ทำไส้หลอดไม่ได้มาจากถ่านหินหรือเส้นใยไหม้เกรียม แต่มาจากทังสเตนทนไฟ / ประมาณ การแปล] โคมไฟทั้งหมดประกอบด้วยหลอดแก้วปิดผนึก ซึ่งภายในมีไส้หลอดต้านทาน เมื่อต่อหลอดไฟเข้ากับวงจร ความร้อนที่เกิดจากความต้านทานของไส้หลอดต่อกระแสไฟจะทำให้หลอดไฟเรืองแสง อากาศถูกสูบออกจากขวดเพื่อป้องกันไม่ให้ไส้หลอดติดไฟ แสงไฟฟ้าเป็นที่รู้จักในเมืองใหญ่ในรูปแบบนี้แล้ว ใช้สำหรับส่องสว่างสถานที่สาธารณะขนาดใหญ่ นักประดิษฐ์ทั้งหมดนี้กำลังมองหาวิธีลดปริมาณแสงโดยการนำอนุภาคสว่างจากส่วนโค้งที่ลุกไหม้ ซึ่งมีขนาดเล็กพอที่จะใช้ในบ้านเพื่อทดแทนตะเกียงแก๊ส และทำให้แหล่งกำเนิดแสงปลอดภัย สะอาดขึ้น และสว่างขึ้น
และสิ่งที่เอดิสันทำจริงๆ หรือสิ่งที่ห้องปฏิบัติการอุตสาหกรรมของเขาสร้างขึ้น ไม่ใช่แค่การสร้างแหล่งกำเนิดแสงเท่านั้น พวกเขาสร้างระบบไฟฟ้าทั้งหมดสำหรับบ้านแสงสว่าง - เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, สายไฟสำหรับส่งกระแสไฟฟ้า, หม้อแปลงไฟฟ้า ฯลฯ ทั้งหมดนี้ หลอดไฟเป็นเพียงส่วนประกอบที่ชัดเจนและมองเห็นได้มากที่สุดเท่านั้น การปรากฏชื่อของเอดิสันในบริษัทพลังงานไฟฟ้าของเขาไม่ได้เป็นเพียงการแสดงเจตนารมณ์ของนักประดิษฐ์ผู้ยิ่งใหญ่รายนี้ ดังเช่นกรณีของเบลล์เทเลโฟน เอดิสันแสดงตนไม่เพียงแต่เป็นนักประดิษฐ์เท่านั้น แต่ยังเป็นสถาปนิกระบบด้วย ห้องปฏิบัติการของเขายังคงทำงานเพื่อปรับปรุงส่วนประกอบไฟฟ้าแสงสว่างต่างๆ แม้ว่าจะประสบความสำเร็จในช่วงแรกก็ตาม
ตัวอย่างตะเกียงในยุคแรกๆ ของเอดิสัน
ในระหว่างการวิจัยประมาณปี พ.ศ. 1883 เอดิสัน (และอาจเป็นหนึ่งในพนักงานของเขา) ตัดสินใจใส่แผ่นโลหะไว้ในโคมไฟส่องสว่างพร้อมกับไส้หลอด สาเหตุของการดำเนินการนี้ไม่ชัดเจน บางทีนี่อาจเป็นความพยายามที่จะกำจัดความมืดของหลอดไฟ - ด้านในของแก้วของหลอดไฟสะสมสสารมืดลึกลับอยู่ตลอดเวลา เห็นได้ชัดว่าวิศวกรหวังว่าอนุภาคสีดำเหล่านี้จะถูกดึงดูดเข้าสู่แผ่นพลังงาน เขาประหลาดใจที่ค้นพบว่าเมื่อแผ่นถูกรวมไว้ในวงจรพร้อมกับปลายด้านบวกของเส้นใย ปริมาณของกระแสที่ไหลผ่านเส้นใยจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มของการเรืองแสงของเส้นใย เมื่อเชื่อมต่อแผ่นเข้ากับปลายด้านลบของเกลียว ไม่พบสิ่งใดเช่นนี้
เอดิสันตัดสินใจว่าเอฟเฟกต์นี้ ต่อมาเรียกว่าเอฟเฟกต์เอดิสันหรือ สามารถใช้วัดหรือควบคุม “แรงเคลื่อนไฟฟ้า” หรือแรงดันไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าได้ เขายื่นขอรับสิทธิบัตรสำหรับ "ตัวบ่งชี้ทางไฟฟ้า" นี้จนติดเป็นนิสัย จากนั้นจึงกลับไปทำงานที่สำคัญกว่าอีกครั้ง
ไม่มีสายไฟ
ย้อนเวลากลับไปอีก 20 ปีข้างหน้า จนถึงปี 1904 ในเวลานี้ในอังกฤษ จอห์น แอมโบรส เฟลมมิงกำลังทำตามคำแนะนำจากบริษัท Marconi เพื่อปรับปรุงเครื่องรับคลื่นวิทยุ
สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าวิทยุคืออะไรและไม่ใช่ในเวลานี้ ทั้งในแง่ของเครื่องมือและการฝึกฝน วิทยุไม่ได้ถูกเรียกว่า "วิทยุ" ในตอนนั้น แต่ถูกเรียกว่า "ไร้สาย" คำว่า "วิทยุ" เริ่มแพร่หลายในช่วงทศวรรษปี 1910 เท่านั้น โดยเฉพาะเขาหมายถึงระบบโทรเลขไร้สาย - ระบบสำหรับการส่งสัญญาณในรูปแบบของจุดและขีดจากผู้ส่งไปยังผู้รับ การใช้งานหลักคือการสื่อสารระหว่างเรือและบริการท่าเรือ และในแง่นี้จึงเป็นที่สนใจของหน่วยงานทางทะเลทั่วโลก
นักประดิษฐ์บางคนในยุคนั้นโดยเฉพาะ ทดลองแนวคิดเรื่องวิทยุโทรศัพท์ - ส่งข้อความเสียงผ่านอากาศในรูปแบบของคลื่นต่อเนื่อง แต่การแพร่ภาพกระจายเสียงในความหมายสมัยใหม่ไม่ได้เกิดขึ้นจนกระทั่ง 15 ปีต่อมา: การถ่ายทอดข่าว เรื่องราว เพลง และรายการอื่น ๆ เพื่อต้อนรับผู้ชมในวงกว้าง ก่อนหน้านั้น ธรรมชาติของสัญญาณวิทยุรอบทิศทางถูกมองว่าเป็นปัญหาที่ต้องแก้ไข ไม่ใช่คุณลักษณะที่สามารถใช้ประโยชน์ได้
อุปกรณ์วิทยุที่มีอยู่ในเวลานั้นเหมาะสมอย่างยิ่งกับการทำงานกับรหัสมอร์สและไม่เหมาะกับสิ่งอื่นใด เครื่องส่งสัญญาณสร้างคลื่น Hertzian โดยการส่งประกายไฟผ่านช่องว่างในวงจร ดังนั้นสัญญาณจึงมาพร้อมกับเสียงแตกคงที่
เครื่องรับรับรู้สัญญาณนี้ผ่านตัวเชื่อมโยง: ตะไบโลหะในหลอดแก้ว กระแทกเข้าด้วยกันภายใต้อิทธิพลของคลื่นวิทยุให้เป็นมวลต่อเนื่อง และทำให้วงจรสมบูรณ์ จากนั้นจะต้องเคาะกระจกเพื่อให้ขี้เลื่อยสลายตัวและเครื่องรับจะพร้อมสำหรับสัญญาณถัดไป - ในตอนแรกทำได้ด้วยตนเอง แต่ในไม่ช้าอุปกรณ์อัตโนมัติก็ปรากฏขึ้นสำหรับสิ่งนี้
ในปี 1905 พวกเขาเพิ่งเริ่มปรากฏตัว หรือที่เรียกกันว่า "หนวดแมว" ปรากฎว่าเพียงแค่สัมผัสคริสตัลบางชนิดด้วยลวด เช่น ซิลิคอน เหล็กไพไรต์ หรือ มันเป็นไปได้ที่จะฉกสัญญาณวิทยุออกมาจากอากาศ เครื่องรับที่ได้จึงมีราคาถูก กะทัดรัด และทุกคนสามารถเข้าถึงได้ กระตุ้นให้เกิดการพัฒนาวิทยุสมัครเล่นโดยเฉพาะในกลุ่มเยาวชน อัตราการเข้าพักเวลาออกอากาศที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันซึ่งเป็นผลมาจากสิ่งนี้ทำให้เกิดปัญหาเนื่องจากเวลาออกอากาศทางวิทยุถูกแบ่งให้กับผู้ใช้ทั้งหมด การสนทนาที่ไร้เดียงสาระหว่างมือสมัครเล่นอาจตัดกับการเจรจาของกองเรือเดินทะเลโดยไม่ได้ตั้งใจและนักเลงหัวไม้บางคนถึงกับออกคำสั่งเท็จและส่งสัญญาณขอความช่วยเหลือ รัฐก็ต้องเข้ามาแทรกแซงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังที่แอมโบรส เฟลมมิงเขียนเอง การมาถึงของเครื่องตรวจจับคริสตัล
นำไปสู่การส่งโทรเลขอย่างขาดความรับผิดชอบในทันที เนื่องมาจากการแสดงตลกของช่างไฟฟ้าสมัครเล่นและนักศึกษาจำนวนนับไม่ถ้วน ทำให้ต้องมีการแทรกแซงอย่างรุนแรงจากหน่วยงานระดับชาติและนานาชาติเพื่อรักษาสิ่งต่าง ๆ ให้เหมาะสมและปลอดภัย
จากคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ผิดปกติของคริสตัลเหล่านี้ สวิตช์ดิจิตอลรุ่นที่สามจะเกิดขึ้นในเวลาที่เหมาะสม ตามรีเลย์และหลอดไฟ - สวิตช์ที่ครองโลกของเรา แต่ทุกอย่างมีเวลาของมัน เราได้อธิบายฉากนี้แล้ว ตอนนี้เรามาดูนักแสดงที่เพิ่งปรากฏตัวในสปอตไลท์: Ambrose Fleming, England, 1904
วาล์ว
ในปี 1904 เฟลมมิงเป็นศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าที่มหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน และเป็นที่ปรึกษาให้กับบริษัท Marconi ในตอนแรกบริษัทได้จ้างเขาให้มีความเชี่ยวชาญในการก่อสร้างโรงไฟฟ้า แต่แล้วเขาก็เข้ามามีส่วนร่วมในงานปรับปรุงเครื่องรับ
เฟลมมิงในปี พ.ศ. 1890
ทุกคนรู้ดีว่าผู้เชื่อมโยงเป็นผู้รับที่ไม่ดีในแง่ของความไว และเครื่องตรวจจับแม่เหล็กที่พัฒนาขึ้นที่ Macroni ก็ไม่ได้ดีไปกว่านี้มากนัก เพื่อหาสิ่งทดแทน ขั้นแรก Fleming ตัดสินใจสร้างวงจรที่มีความละเอียดอ่อนเพื่อตรวจจับคลื่นเฮิร์ตเซียน อุปกรณ์ดังกล่าวแม้จะไม่ได้กลายเป็นเครื่องตรวจจับในตัวมันเอง แต่ก็มีประโยชน์ในการวิจัยในอนาคต
ในการทำเช่นนี้ เขาจำเป็นต้องคิดหาวิธีในการวัดกระแสที่เกิดจากคลื่นที่เข้ามาอย่างต่อเนื่อง แทนที่จะใช้เครื่องเชื่อมโยงแบบแยกส่วน (ซึ่งแสดงเฉพาะในรัฐ - ที่ซึ่งขี้เลื่อยเกาะติดกัน - หรือนอกรัฐ) แต่อุปกรณ์ที่รู้จักในการวัดความแรงของกระแส - กัลวาโนมิเตอร์ - ต้องการค่าคงที่นั่นคือกระแสทิศทางเดียวสำหรับการทำงาน กระแสสลับที่ถูกกระตุ้นโดยคลื่นวิทยุเปลี่ยนทิศทางอย่างรวดเร็วจนไม่สามารถวัดได้
เฟลมมิงจำได้ว่าเขามีสิ่งที่น่าสนใจหลายอย่างที่เก็บฝุ่นอยู่ในตู้เสื้อผ้าของเขา นั่นก็คือไฟแสดงสถานะของเอดิสัน ในช่วงทศวรรษที่ 1880 เขาเป็นที่ปรึกษาของบริษัท Edison Electric Lighting Company ในลอนดอน และทำงานเกี่ยวกับปัญหาการทำให้หลอดไฟดำคล้ำ ในเวลานั้น เขาได้รับสำเนาของตัวบ่งชี้หลายชุด อาจมาจาก William Preece หัวหน้าวิศวกรไฟฟ้าของ British Postal Service ซึ่งเพิ่งกลับมาจากนิทรรศการไฟฟ้าในฟิลาเดลเฟีย ในเวลานั้น การควบคุมโทรเลขและโทรศัพท์ถือเป็นเรื่องปกตินอกสหรัฐอเมริกาสำหรับบริการไปรษณีย์ ดังนั้น พวกเขาจึงเป็นศูนย์กลางของความเชี่ยวชาญด้านไฟฟ้า
ต่อมาในคริสต์ทศวรรษ 1890 เฟลมมิงเองก็ได้ศึกษาปรากฏการณ์เอดิสันโดยใช้โคมไฟที่ได้รับจากพรีซ เขาแสดงให้เห็นว่าผลกระทบก็คือกระแสไหลไปในทิศทางเดียว: ศักย์ไฟฟ้าเชิงลบสามารถไหลจากไส้หลอดร้อนไปยังอิเล็กโทรดเย็นได้ แต่ไม่ใช่ในทางกลับกัน แต่เพียงในปี 1904 เมื่อเขาต้องเผชิญกับภารกิจในการตรวจจับคลื่นวิทยุเขาก็ตระหนักว่าข้อเท็จจริงนี้สามารถนำไปใช้ในทางปฏิบัติได้ อินดิเคเตอร์ Edison จะอนุญาตให้พัลส์ AC ทางเดียวเท่านั้นข้ามช่องว่างระหว่างเส้นใยและเพลต ส่งผลให้มีการไหลคงที่และเป็นทิศทางเดียว
เฟลมมิงหยิบหลอดไฟมาหนึ่งดวง เชื่อมต่อแบบอนุกรมด้วยกัลวาโนมิเตอร์ แล้วเปิดเครื่องส่งสัญญาณประกายไฟ Voila - กระจกหมุนแล้วลำแสงก็เคลื่อนไปบนตาชั่ง มันได้ผล สามารถวัดสัญญาณวิทยุขาเข้าได้อย่างแม่นยำ
ต้นแบบวาล์วเฟลมมิ่ง ขั้วบวกอยู่ตรงกลางของห่วงไส้หลอด (แคโทดร้อน)
เฟลมมิ่งเรียกสิ่งประดิษฐ์ของเขาว่า "วาล์ว" เพราะอนุญาตให้กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ในแง่วิศวกรรมไฟฟ้าทั่วไป มันคือวงจรเรียงกระแส - วิธีการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรง จากนั้นจึงถูกเรียกว่าไดโอดเนื่องจากมีอิเล็กโทรดสองตัว ได้แก่ แคโทดร้อน (ไส้หลอด) ที่ปล่อยกระแสไฟฟ้า และขั้วบวกเย็น (แผ่น) ที่รับมัน เฟลมมิ่งนำเสนอการปรับปรุงการออกแบบหลายประการ แต่โดยพื้นฐานแล้วอุปกรณ์ก็ไม่ต่างจากไฟแสดงสถานะที่ผลิตโดย Edison การเปลี่ยนไปสู่คุณภาพใหม่เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงวิธีคิด - เราเคยเห็นปรากฏการณ์นี้มาหลายครั้งแล้ว การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในโลกแห่งความคิดในหัวของเฟลมมิง ไม่ใช่ในโลกแห่งสิ่งต่างๆ ภายนอก
วาล์วเฟลมมิ่งเองก็มีประโยชน์ มันเป็นอุปกรณ์ภาคสนามที่ดีที่สุดในการวัดสัญญาณวิทยุและเป็นเครื่องตรวจจับที่ดีในตัวมันเอง แต่เขาไม่ได้เขย่าโลก การเติบโตอย่างรวดเร็วของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เริ่มขึ้นหลังจากที่ Lee de Forest เพิ่มอิเล็กโทรดตัวที่สามและเปลี่ยนวาล์วให้เป็นรีเลย์
การฟัง
Lee de Forest ได้รับการเลี้ยงดูที่ไม่ธรรมดาสำหรับนักเรียนมหาวิทยาลัยเยล สาธุคุณเฮนรี เดอ ฟอเรสต์ พ่อของเขาเป็นทหารผ่านศึกในสงครามกลางเมืองจากนิวยอร์กและเป็นบาทหลวง และเชื่ออย่างแน่วแน่ว่าในฐานะนักเทศน์ เขาควรเผยแพร่แสงสว่างอันศักดิ์สิทธิ์แห่งความรู้และความยุติธรรม โดยปฏิบัติตามหน้าที่ เขาตอบรับคำเชิญให้เป็นอธิการบดีของวิทยาลัยทัลลาดีกาในแอละแบมา วิทยาลัยแห่งนี้ก่อตั้งขึ้นหลังสงครามกลางเมืองโดย American Missionary Association ซึ่งตั้งอยู่ในนิวยอร์ก มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ความรู้และให้คำปรึกษาแก่ชาวผิวดำในท้องถิ่น ที่นั่นลีรู้สึกว่าตัวเองอยู่ระหว่างก้อนหินกับสถานที่ที่ยากลำบาก - คนผิวดำในท้องถิ่นทำให้เขาอับอายเพราะความไร้เดียงสาและความขี้ขลาดของเขาและคนผิวขาวในท้องถิ่น - สำหรับการเป็น .
แต่เมื่อยังเป็นเด็ก เดอ ฟอเรสต์ก็เริ่มมีความมั่นใจในตนเองมากขึ้น เขาค้นพบความหลงใหลในกลไกและการประดิษฐ์ - แบบจำลองหัวรถจักรของเขากลายเป็นปาฏิหาริย์ในท้องถิ่น เมื่อเป็นวัยรุ่น ขณะเรียนอยู่ที่แทลลาดีกา เขาตัดสินใจอุทิศชีวิตให้กับการประดิษฐ์คิดค้น จากนั้น เมื่อยังเป็นชายหนุ่มและอาศัยอยู่ในเมืองนิวเฮเวน ลูกชายของศิษยาภิบาลได้ละทิ้งความเชื่อทางศาสนาครั้งสุดท้ายของเขา พวกเขาค่อยๆ จากไปเนื่องจากคุ้นเคยกับลัทธิดาร์วิน จากนั้นพวกเขาก็ปลิวไปราวกับสายลมหลังจากพ่อของเขาเสียชีวิตก่อนวัยอันควร แต่ความรู้สึกถึงโชคชะตาของเขาไม่ได้ละทิ้งเดอฟอเรสต์ - เขาคิดว่าตัวเองเป็นอัจฉริยะและมุ่งมั่นที่จะเป็นนิโคลาเทสลาคนที่สองซึ่งเป็นพ่อมดผู้ร่ำรวยมีชื่อเสียงและลึกลับแห่งยุคไฟฟ้า เพื่อนร่วมชั้นที่มหาวิทยาลัยเยลมองว่าเขาเป็นถุงลมที่พอใจในตัวเอง เขาอาจเป็นผู้ชายที่ได้รับความนิยมน้อยที่สุดที่เราเคยพบในประวัติศาสตร์ของเรา
เดอ ฟอเรสต์ ประมาณปี 1900
หลังจากสำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยเยลในปี พ.ศ. 1899 เดอ ฟอเรสต์เลือกที่จะเชี่ยวชาญศิลปะการส่งสัญญาณไร้สายที่เกิดขึ้นใหม่เพื่อเป็นเส้นทางสู่ความมั่งคั่งและชื่อเสียง หลายทศวรรษต่อจากนั้น เขาได้บุกเบิกเส้นทางนี้ด้วยความมุ่งมั่นและความมั่นใจอย่างยิ่ง และไม่ลังเลใดๆ ทุกอย่างเริ่มต้นจากการทำงานร่วมกันของ de Forest และ Ed Smythe คู่หูของเขาในชิคาโก Smythe ทำให้กิจการของตนล่มสลายด้วยการชำระเงินเป็นประจำ และพวกเขาร่วมกันพัฒนาเครื่องตรวจจับคลื่นวิทยุของตนเอง ซึ่งประกอบด้วยแผ่นโลหะสองแผ่นที่ยึดติดกันด้วยกาวที่เดอ ฟอเรสต์เรียกว่า "เพสต์" [สารที่หนา] แต่เดอ ฟอเรสต์ไม่สามารถรอนานเพื่อรับรางวัลสำหรับอัจฉริยะของเขาได้ เขากำจัดสมิตออกไปและร่วมมือกับนักการเงินในนิวยอร์กชื่ออับราฮัม ไวท์ [เปลี่ยนชื่อของเขาจากชื่อที่มอบให้เขาเมื่อแรกเกิดอย่างชวาร์ตษ์อย่างแดกดันเพื่อปกปิดเรื่องมืดมนของเขา ขาว/ขาว – (อังกฤษ) ขาว, Schwarz/Schwarz – (เยอรมัน) ดำ / ประมาณ การแปล] เปิดบริษัทโทรเลขไร้สาย เดอ ฟอเรสท์
กิจกรรมของบริษัทมีความสำคัญรองลงมาสำหรับฮีโร่ของเราทั้งสองคน ไวท์ใช้ประโยชน์จากความไม่รู้ของผู้คนเพื่อเอาเงินเข้ากระเป๋า เขาฉ้อโกงนักลงทุนหลายล้านคนที่ดิ้นรนเพื่อให้ทันกับความเจริญทางวิทยุที่คาดหวังไว้ และเดอฟอเรสต์ต้องขอบคุณเงินทุนจำนวนมากจาก "ผู้ดูด" เหล่านี้ที่มุ่งพิสูจน์อัจฉริยะของเขาผ่านการพัฒนาระบบอเมริกันใหม่สำหรับการรับส่งข้อมูลไร้สาย (ตรงกันข้ามกับระบบยุโรปที่พัฒนาโดย Marconi และคนอื่น ๆ )
น่าเสียดายสำหรับระบบของอเมริกา เครื่องตรวจจับ de Forest ทำงานได้ไม่ดีนัก เขาแก้ไขปัญหานี้ได้ระยะหนึ่งด้วยการยืมการออกแบบที่ได้รับการจดสิทธิบัตรของ Reginald Fessenden สำหรับเครื่องตรวจจับที่เรียกว่า "ตัวแยกของเหลว" ซึ่งเป็นสายแพลตตินัมสองเส้นที่แช่อยู่ในอ่างกรดซัลฟิวริก Fessenden ยื่นฟ้องต่อการละเมิดสิทธิบัตร และเห็นได้ชัดว่าเขาคงจะชนะคดีนี้ไปแล้ว เดอ ฟอเรสต์ไม่สามารถพักผ่อนได้จนกว่าเขาจะพบเครื่องตรวจจับใหม่ที่เป็นของเขาเพียงคนเดียว ในฤดูใบไม้ร่วงปี พ.ศ. 1906 เขาได้ประกาศการสร้างเครื่องตรวจจับดังกล่าว ในการประชุมสองครั้งที่สถาบันวิศวกรรมไฟฟ้าแห่งอเมริกา เดอ ฟอเรสต์บรรยายถึงเครื่องตรวจจับไร้สายตัวใหม่ของเขา ซึ่งเขาเรียกว่า Audion แต่ต้นกำเนิดที่แท้จริงของมันคือข้อสงสัย
ความพยายามของเดอ ฟอเรสต์ในการสร้างเครื่องตรวจจับใหม่นั้นหมุนรอบกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเปลวไฟในช่วงเวลาหนึ่ง ซึ่งในความเห็นของเขาอาจเป็นตัวนำที่ไม่สมมาตร เห็นได้ชัดว่าแนวคิดนี้ไม่ประสบความสำเร็จ เมื่อถึงจุดหนึ่งในปี 1905 เขาได้เรียนรู้เกี่ยวกับวาล์วเฟลมมิ่ง เดอ ฟอเรสต์ นึกในใจว่าวาล์วนี้และอุปกรณ์ที่ใช้หัวเผานั้นโดยพื้นฐานแล้วไม่แตกต่างกัน - ถ้าคุณเปลี่ยนด้ายร้อนเป็นเปลวไฟ และคลุมด้วยหลอดแก้วเพื่อจำกัดแก๊ส คุณก็จะได้วาล์วแบบเดียวกัน เขาได้พัฒนาชุดสิทธิบัตรที่ติดตามประวัติศาสตร์ของการประดิษฐ์วาล์วพรีเฟลมมิ่งโดยใช้เครื่องตรวจจับเปลวไฟของแก๊ส เห็นได้ชัดว่าเขาต้องการที่จะให้ความสำคัญกับตัวเองในการประดิษฐ์นี้ โดยข้ามสิทธิบัตรของเฟลมมิง เนื่องจากการทำงานร่วมกับเครื่องเขียน Bunsen มีมาก่อนงานของ Fleming (งานเหล่านี้เกิดขึ้นมาตั้งแต่ปี 1900)
เป็นไปไม่ได้ที่จะบอกได้ว่านี่เป็นการหลอกลวงตัวเองหรือการฉ้อโกง แต่ผลลัพธ์ที่ได้คือสิทธิบัตรของเดอ ฟอเรสต์เมื่อเดือนสิงหาคม พ.ศ. 1906 สำหรับ "ภาชนะแก้วเปล่าที่มีขั้วไฟฟ้าสองขั้วแยกกัน ซึ่งระหว่างนั้นจะมีตัวกลางที่เป็นก๊าซ ซึ่งเมื่อได้รับความร้อนเพียงพอ ก็จะกลายเป็นตัวนำและ ก่อให้เกิดองค์ประกอบการรับรู้" อุปกรณ์และการทำงานของอุปกรณ์นั้นเกิดจาก Fleming และคำอธิบายการทำงานของอุปกรณ์นั้นเกิดจาก De Forest ในที่สุดเดอ ฟอเรสต์ก็แพ้ข้อพิพาทด้านสิทธิบัตร แม้ว่าจะใช้เวลาสิบปีก็ตาม
ผู้อ่านที่กระตือรือร้นอาจสงสัยอยู่แล้วว่าทำไมเราถึงใช้เวลามากมายกับผู้ชายคนนี้ซึ่งมีอัจฉริยะที่ประกาศตัวเองว่ากำลังส่งต่อความคิดของคนอื่นว่าเป็นของเขาเอง? เหตุผลอยู่ที่การเปลี่ยนแปลงที่ Audion ดำเนินการในช่วงสองสามเดือนสุดท้ายของปี 1906
ถึงตอนนั้นเดอฟอเรสต์ก็ไม่มีงานทำ ไวท์และหุ้นส่วนของเขาหลีกเลี่ยงความรับผิดที่เกี่ยวข้องกับคดีของเฟสเซนเดนด้วยการสร้างบริษัทใหม่ชื่อยูไนเต็ด ไวร์เลส และให้กู้ยืมทรัพย์สินของ American De Forest ในราคา 1 ดอลลาร์ เดอ ฟอเรสต์ถูกไล่ออกพร้อมเงินชดเชย 1000 ดอลลาร์ และมีสิทธิบัตรไร้ประโยชน์หลายฉบับอยู่ในมือ รวมถึงสิทธิบัตรของ Audion เขาคุ้นเคยกับวิถีชีวิตฟุ่มเฟือย เขาเผชิญกับปัญหาทางการเงินร้ายแรง และพยายามอย่างยิ่งที่จะเปลี่ยน Audion ให้ประสบความสำเร็จครั้งใหญ่
เพื่อทำความเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นต่อไป สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าเดอ ฟอเรสต์เชื่อว่าเขาได้คิดค้นรีเลย์ ซึ่งตรงกันข้ามกับวงจรเรียงกระแสของเฟลมมิง เขาสร้าง Audion โดยเชื่อมต่อแบตเตอรี่เข้ากับแผ่นวาล์วเย็น และเชื่อว่าสัญญาณในวงจรเสาอากาศ (เชื่อมต่อกับไส้หลอดร้อน) จะมอดูเลตกระแสที่สูงขึ้นในวงจรแบตเตอรี่ เขาคิดผิด นี่ไม่ใช่สองวงจร แบตเตอรี่แค่เลื่อนสัญญาณจากเสาอากาศแทนที่จะขยายสัญญาณ
แต่ข้อผิดพลาดนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากมันทำให้เดอฟอเรสต์ทำการทดลองกับอิเล็กโทรดตัวที่สามในขวด ซึ่งควรจะตัดการเชื่อมต่อทั้งสองวงจรของ "รีเลย์" นี้เพิ่มเติม ในตอนแรกเขาเพิ่มอิเล็กโทรดเย็นอันที่สองถัดจากอิเล็กโทรดอันแรก แต่หลังจากนั้น บางทีอาจได้รับอิทธิพลจากกลไกการควบคุมที่นักฟิสิกส์ใช้เพื่อเปลี่ยนเส้นทางลำแสงในอุปกรณ์รังสีแคโทด เขาจึงย้ายอิเล็กโทรดไปยังตำแหน่งระหว่างเส้นใยและแผ่นปฐมภูมิ เขาตัดสินใจว่าตำแหน่งนี้อาจขัดขวางการไหลของกระแสไฟฟ้า และเปลี่ยนรูปร่างของอิเล็กโทรดที่สามจากแผ่นเป็นลวดหยักที่มีลักษณะคล้ายตะไบ และเรียกมันว่า "กริด"
1908 ไตรโอด Audion ด้าย(หัก)ด้านซ้ายเป็นแคโทด,ลวดหยักเป็นตาข่าย,แผ่นโลหะกลมเป็นขั้วบวก มันยังคงมีเกลียวเหมือนหลอดไฟทั่วไป
และมันก็เป็นการถ่ายทอดจริงๆ กระแสไฟฟ้าอ่อน (เช่น ที่เกิดจากเสาอากาศวิทยุ) ที่จ่ายให้กับโครงข่ายสามารถควบคุมกระแสไฟฟ้าที่แรงกว่ามากระหว่างเส้นใยและแผ่น โดยขับไล่อนุภาคที่มีประจุที่พยายามจะผ่านระหว่างเส้นใยเหล่านั้น เครื่องตรวจจับนี้ทำงานได้ดีกว่าวาล์วมากเพราะไม่เพียงแต่แก้ไขเท่านั้น แต่ยังขยายสัญญาณวิทยุด้วย และเช่นเดียวกับวาล์ว (และไม่เหมือนกับตัวเชื่อมโยง) มันสามารถสร้างสัญญาณคงที่ซึ่งทำให้สามารถสร้างไม่เพียง แต่วิทยุโทรเลขเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวิทยุโทรศัพท์ด้วย (และต่อมา - การส่งผ่านเสียงและเสียงเพลง)
ในทางปฏิบัติมันไม่ได้ผลดีนัก ไฟล์เสียงของ De Forest จู้จี้จุกจิก ถูกไฟไหม้อย่างรวดเร็ว ขาดความสม่ำเสมอในการผลิต และไม่มีประสิทธิภาพในฐานะแอมพลิฟายเออร์ เพื่อให้ Audion เฉพาะทำงานได้อย่างถูกต้องจำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของวงจรให้เหมาะสม
อย่างไรก็ตาม เดอ ฟอเรสต์เชื่อในสิ่งประดิษฐ์ของเขา เขาก่อตั้งบริษัทใหม่เพื่อโฆษณา บริษัทโทรศัพท์ De Forest Radio แต่มียอดขายไม่เพียงพอ ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือการขายอุปกรณ์ให้กับกองเรือสำหรับโทรศัพท์ภายในกองเรือในระหว่างการเดินรอบโลก "". อย่างไรก็ตาม ผู้บัญชาการกองเรือซึ่งไม่มีเวลาไปรับเครื่องส่งและเครื่องรับของ de Forest ไปทำงานและฝึกอบรมลูกเรือในการใช้งาน จึงสั่งให้บรรจุและเก็บไว้ในที่จัดเก็บ ยิ่งไปกว่านั้น บริษัทใหม่ของ De Forest ซึ่งนำโดยลูกศิษย์ของ Abraham White ก็ไม่ได้ดีไปกว่านี้อีกแล้ว เพื่อเพิ่มความโชคร้าย ในไม่ช้า เขาก็พบว่าตัวเองถูกกล่าวหาว่าฉ้อโกง
เป็นเวลาห้าปีที่ Audion ไม่ประสบความสำเร็จเลย เป็นอีกครั้งที่โทรศัพท์จะมีบทบาทสำคัญในการพัฒนารีเลย์ดิจิทัล ซึ่งคราวนี้ได้ช่วยเหลือเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มดีแต่ยังไม่ผ่านการทดสอบซึ่งจวนจะลืมเลือนไปแล้ว
และโทรศัพท์อีกครั้ง
เครือข่ายการสื่อสารทางไกลคือระบบประสาทส่วนกลางของ AT&T โดยเชื่อมโยงบริษัทท้องถิ่นหลายแห่งเข้าด้วยกัน และสร้างความได้เปรียบในการแข่งขันเมื่อสิทธิบัตรของ Bell หมดอายุ ด้วยการเข้าร่วมเครือข่าย AT&T ตามทฤษฎีแล้ว ลูกค้าใหม่จะสามารถเข้าถึงสมาชิกรายอื่นๆ ทั้งหมดที่อยู่ห่างไกลนับพันไมล์ได้ แม้ว่าในความเป็นจริงแล้ว การโทรทางไกลจะไม่ค่อยเกิดขึ้นก็ตาม เครือข่ายยังเป็นพื้นฐานที่สำคัญสำหรับอุดมการณ์ที่ครอบคลุมของบริษัทที่ว่า "นโยบายเดียว ระบบเดียว บริการครบวงจร"
แต่เมื่อเริ่มต้นทศวรรษที่สองของศตวรรษที่ 20 เครือข่ายนี้ก็มาถึงจุดสูงสุดทางกายภาพแล้ว ยิ่งสายโทรศัพท์ยืดออกมากเท่าไร สัญญาณที่ส่งผ่านก็จะยิ่งอ่อนลงและมีเสียงรบกวนมากขึ้นเท่านั้น และเป็นผลให้คำพูดแทบไม่ได้ยิน ด้วยเหตุนี้ จึงมีเครือข่าย AT&T สองเครือข่ายในสหรัฐอเมริกา โดยแยกจากกันด้วยสันเขาแบบทวีป
สำหรับเครือข่ายฝั่งตะวันออก นิวยอร์กเป็นหมุดและขาประจำแบบกลไกและ – สายโยงที่กำหนดว่าเสียงของมนุษย์สามารถไปได้ไกลแค่ไหน แต่เทคโนโลยีเหล่านี้ไม่ได้มีอำนาจทุกอย่าง คอยล์เปลี่ยนคุณสมบัติทางไฟฟ้าของวงจรโทรศัพท์ โดยลดการลดทอนความถี่เสียง - แต่ทำได้เพียงลดความถี่ลงเท่านั้น ไม่สามารถกำจัดมันออกไปได้ ตัวทำซ้ำแบบกลไก (เพียงลำโพงโทรศัพท์ที่เชื่อมต่อกับไมโครโฟนขยายเสียง) จะเพิ่มเสียงรบกวนในการทำซ้ำแต่ละครั้ง เส้นทางปี 1911 จากนิวยอร์กถึงเดนเวอร์ใช้สายรัดนี้ให้มีความยาวสูงสุด ไม่มีการพูดถึงการขยายเครือข่ายทั่วทั้งทวีป อย่างไรก็ตาม ในปี 1909 John Carty หัวหน้าวิศวกรของ AT&T ได้ให้คำมั่นต่อสาธารณะว่าจะทำเช่นนั้น เขาสัญญาว่าจะทำเช่นนี้ภายในห้าปี - เมื่อถึงเวลาที่เขาเริ่มต้น ในซานฟรานซิสโกเมื่อปี พ.ศ. 1915
บุคคลแรกที่ทำให้การดำเนินการดังกล่าวเป็นไปได้ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องขยายเสียงโทรศัพท์รุ่นใหม่ไม่ใช่คนอเมริกัน แต่เป็นทายาทของตระกูลเวียนนาผู้มั่งคั่งซึ่งมีความสนใจในวิทยาศาสตร์ เป็นเด็ก ด้วยความช่วยเหลือจากพ่อแม่ของเขา เขาซื้อบริษัทผู้ผลิตโทรศัพท์และเริ่มต้นการผลิตเครื่องขยายสัญญาณโทรศัพท์ ในปี 1906 เขาได้สร้างรีเลย์โดยใช้หลอดรังสีแคโทด ซึ่งในเวลานั้นมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการทดลองทางฟิสิกส์ (และต่อมาได้กลายเป็นพื้นฐานสำหรับเทคโนโลยีหน้าจอวิดีโอที่ครอบงำศตวรรษที่ XNUMX) สัญญาณขาเข้าที่อ่อนจะควบคุมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทำให้ลำแสงงอ เพื่อมอดูเลตกระแสไฟฟ้าที่แรงกว่าในวงจรหลัก
ในปี 1910 von Lieben และเพื่อนร่วมงานของเขา Eugene Reise และ Sigmund Strauss ได้เรียนรู้เกี่ยวกับ Audione ของ de Forest และเปลี่ยนแม่เหล็กในหลอดเป็นตารางที่ควบคุมรังสีแคโทด การออกแบบนี้มีประสิทธิภาพมากที่สุดและเหนือกว่าสิ่งใดๆ ที่ผลิตใน United รัฐในขณะนั้น. ในไม่ช้าเครือข่ายโทรศัพท์ของเยอรมันก็นำเครื่องขยายสัญญาณ von Lieben มาใช้ ในปีพ.ศ. 1914 ผู้บัญชาการกองทัพปรัสเซียนตะวันออกได้โทรศัพท์ด้วยความวิตกไปยังสำนักงานใหญ่ของเยอรมนี ซึ่งอยู่ห่างออกไป 1000 กิโลเมตรในเมืองโคเบลนซ์ ต้องขอบคุณเธอ สิ่งนี้บังคับให้หัวหน้าเสนาธิการส่งนายพล Hindenberg และ Ludendorff ไปทางทิศตะวันออก สู่ความรุ่งโรจน์ชั่วนิรันดร์และผลที่ตามมาอันเลวร้าย ต่อมาเครื่องขยายสัญญาณที่คล้ายกันได้เชื่อมต่อสำนักงานใหญ่ของเยอรมันกับกองทัพภาคสนามทางตอนใต้และตะวันออกไปจนถึงมาซิโดเนียและโรมาเนีย
สำเนาของการถ่ายทอดรังสีแคโทดที่ปรับปรุงใหม่ของฟอน ลีเบน แคโทดอยู่ที่ด้านล่าง ขั้วบวกคือขดลวดที่ด้านบน และตารางคือฟอยล์โลหะกลมที่อยู่ตรงกลาง
อย่างไรก็ตาม อุปสรรคด้านภาษาและภูมิศาสตร์ ตลอดจนสงคราม ส่งผลให้การออกแบบดังกล่าวไปไม่ถึงสหรัฐอเมริกา และเหตุการณ์อื่นๆ ก็เข้ามาทันสหรัฐอเมริกาในไม่ช้า
ในขณะเดียวกันเดอฟอเรสต์ก็ออกจากบริษัทวิทยุโทรศัพท์ที่ล้มเหลวในปี พ.ศ. 1911 และหนีไปแคลิฟอร์เนีย ที่นั่นเขาได้งานที่ Federal Telegraph Company ใน Palo Alto ซึ่งก่อตั้งโดยบัณฑิตจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด . ในนาม เดอ ฟอเรสต์จะทำงานบนแอมพลิฟายเออร์ที่จะเพิ่มระดับเสียงของเอาต์พุตวิทยุของรัฐบาลกลาง ในความเป็นจริง เขา Herbert van Ettan (วิศวกรโทรศัพท์ที่มีประสบการณ์) และ Charles Logwood (ผู้ออกแบบเครื่องรับสัญญาณ) ตั้งใจที่จะสร้างเครื่องขยายเสียงโทรศัพท์เพื่อให้ทั้งสามคนสามารถชนะรางวัลจาก AT&T ซึ่งมีข่าวลือว่ามีมูลค่า 1 ล้านเหรียญสหรัฐ
ในการทำเช่นนี้ de Forest ได้นำ Audion มาจากชั้นลอย และในปี 1912 เขาและเพื่อนร่วมงานก็มีอุปกรณ์ที่พร้อมสำหรับการสาธิตที่บริษัทโทรศัพท์แล้ว ประกอบด้วย Audions หลายตัวที่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม สร้างเครื่องขยายเสียงในหลายขั้นตอน และส่วนประกอบเสริมอีกหลายอย่าง อุปกรณ์ใช้งานได้จริง โดยสามารถเพิ่มสัญญาณได้มากพอที่จะให้คุณได้ยินเสียงผ้าเช็ดหน้าหล่นหรือนาฬิกาพกดังขึ้น แต่เฉพาะที่กระแสและแรงดันไฟฟ้าต่ำเกินไปที่จะเป็นประโยชน์ในระบบโทรศัพท์ เมื่อกระแสเพิ่มขึ้น Audions ก็เริ่มเปล่งแสงสีน้ำเงิน และสัญญาณก็กลายเป็นสัญญาณรบกวน แต่อุตสาหกรรมโทรศัพท์สนใจมากพอที่จะนำอุปกรณ์ไปให้วิศวกรและดูว่าพวกเขาสามารถทำอะไรกับมันได้บ้าง มันเกิดขึ้นที่หนึ่งในนั้นคือแฮโรลด์อาร์โนลด์นักฟิสิกส์หนุ่มรู้วิธีซ่อมเครื่องขยายเสียงจาก Federal Telegraph อย่างแน่นอน
ถึงเวลาพูดคุยกันว่าวาล์วและ Audion ทำงานอย่างไร ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญที่จำเป็นในการอธิบายงานของพวกเขามาจากห้องปฏิบัติการคาเวนดิชในเคมบริดจ์ ซึ่งเป็นแหล่งคิดสำหรับฟิสิกส์อิเล็กตรอนแบบใหม่ ในปี ค.ศ. 1899 เจ. เจ. ทอมสันได้แสดงให้เห็นในการทดลองกับหลอดรังสีแคโทดว่าอนุภาคที่มีมวล ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักในชื่อ อิเล็กตรอน จะพากระแสจากแคโทดไปยังแอโนด ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า Owen Richardson เพื่อนร่วมงานของ Thomson's ได้พัฒนาข้อเสนอนี้ให้เป็นทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ของการแผ่รังสีความร้อน
แอมโบรส เฟลมมิง วิศวกรที่ทำงานโดยนั่งรถไฟเป็นระยะทางสั้นๆ จากเคมบริดจ์ คุ้นเคยกับงานเหล่านี้ดี เป็นที่ชัดเจนสำหรับเขาว่าวาล์วของเขาทำงานเนื่องจากการเปล่งความร้อนของอิเล็กตรอนจากเส้นใยที่ให้ความร้อน โดยข้ามช่องว่างสุญญากาศไปยังขั้วบวกเย็น แต่สุญญากาศในไฟแสดงสถานะไม่ลึก - ไม่จำเป็นสำหรับหลอดไฟธรรมดา การสูบออกซิเจนออกมาเพียงพอเพื่อป้องกันไม่ให้ด้ายติดไฟ เฟลมมิ่งตระหนักว่าเพื่อให้วาล์วทำงานได้ดีที่สุด จะต้องเทออกให้หมดทั่วถึงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อที่ก๊าซที่เหลืออยู่จะได้ไม่รบกวนการไหลของอิเล็กตรอน
เดอ ฟอเรสต์ไม่เข้าใจสิ่งนี้ นับตั้งแต่เขามาที่วาล์วและ Audion ผ่านการทดลองกับเครื่องเขียนแผดเผา ความเชื่อของเขากลับตรงกันข้าม นั่นคือก๊าซไอออไนซ์ร้อนเป็นของเหลวในการทำงานของอุปกรณ์ และการเอาออกทั้งหมดจะนำไปสู่การหยุดการทำงาน นี่คือสาเหตุที่ Audion จึงไม่เสถียรและไม่น่าพึงพอใจในฐานะเครื่องรับวิทยุ และเหตุใดจึงปล่อยแสงสีน้ำเงิน
อาร์โนลด์ที่ AT&T อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมอย่างยิ่งในการแก้ไขข้อผิดพลาดของเดอ ฟอเรสต์ เขาเป็นนักฟิสิกส์ที่เคยศึกษากับ Robert Millikan ที่มหาวิทยาลัยชิคาโก และได้รับการว่าจ้างเป็นพิเศษให้นำความรู้ของเขาเกี่ยวกับฟิสิกส์อิเล็กทรอนิกส์ใหม่มาใช้กับปัญหาในการสร้างเครือข่ายโทรศัพท์แบบชายฝั่งถึงชายฝั่ง เขารู้ว่าหลอด Audion จะทำงานได้ดีที่สุดในสุญญากาศที่ใกล้จะสมบูรณ์แบบ เขารู้ว่าปั๊มรุ่นล่าสุดสามารถบรรลุสุญญากาศเช่นนี้ได้ เขารู้ว่าเส้นใยเคลือบออกไซด์ชนิดใหม่ พร้อมด้วยแผ่นและตะแกรงที่ใหญ่ขึ้นก็สามารถทำได้เช่นกัน เพิ่มการไหลของอิเล็กตรอน กล่าวโดยสรุปก็คือ เขาเปลี่ยน Audion ให้เป็นหลอดสุญญากาศ ซึ่งเป็นสิ่งมหัศจรรย์แห่งยุคอิเล็กทรอนิกส์
AT&T มีแอมพลิฟายเออร์ที่ทรงพลังซึ่งจำเป็นต่อการสร้างสายข้ามทวีป เพียงแต่ไม่มีสิทธิ์ใช้งาน ตัวแทนของบริษัทประพฤติตัวอย่างไม่น่าเชื่อในระหว่างการเจรจากับเดอ ฟอเรสต์ แต่เริ่มการสนทนาแยกกันผ่านทนายความบุคคลที่สาม ซึ่งจัดการซื้อสิทธิ์ในการใช้ Audion เป็นเครื่องขยายเสียงโทรศัพท์ในราคา 50 ดอลลาร์ (ประมาณ 000 ล้านดอลลาร์ในปี 1,25 ดอลลาร์) เส้นทางรถไฟนิวยอร์ก-ซานฟรานซิสโกเปิดทันเวลาพอดี แต่เป็นความสำเร็จทางด้านเทคนิคและการโฆษณาขององค์กรมากกว่าเป็นวิธีการสื่อสาร ค่าโทรแพงมากจนแทบไม่มีใครใช้เลย
ยุคอิเล็กทรอนิกส์
หลอดสุญญากาศของจริงได้กลายเป็นรากฐานของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์รูปแบบใหม่ทั้งหมด เช่นเดียวกับรีเลย์ หลอดสุญญากาศขยายการใช้งานอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากวิศวกรพบวิธีใหม่ๆ ในการปรับแต่งการออกแบบเพื่อแก้ไขปัญหาเฉพาะ การเติบโตของชนเผ่า "-od" ไม่ได้จบลงด้วยไดโอดและไตรโอด มันก็ดำเนินต่อไปด้วย ซึ่งเพิ่มกริดเพิ่มเติมที่รองรับการขยายสัญญาณพร้อมกับการเติบโตขององค์ประกอบในวงจร ปรากฏต่อไป , และแม้กระทั่ง . ไทราตรอนที่เต็มไปด้วยไอปรอทปรากฏขึ้น เรืองแสงด้วยแสงสีน้ำเงินที่เป็นลางไม่ดี โคมไฟจิ๋วมีขนาดเท่านิ้วเท้าเล็กๆ หรือแม้แต่ลูกโอ๊ก หลอดแคโทดทางอ้อมซึ่งเสียงฮัมของแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับไม่รบกวนสัญญาณ Saga of the Vacuum Tube ซึ่งบันทึกเหตุการณ์การเติบโตของอุตสาหกรรมหลอดจนถึงปี 1930 มีรายการรุ่นต่างๆ มากกว่า 1000 รุ่นตามดัชนี แม้ว่าหลายรุ่นจะเป็นสำเนาผิดกฎหมายจากแบรนด์ที่ไม่น่าเชื่อถือ เช่น Ultron, Perfectron, Supertron, Voltron และอื่นๆ
สิ่งสำคัญมากกว่าความหลากหลายของรูปแบบคือการใช้งานที่หลากหลายของหลอดสุญญากาศ วงจรรีเจนเนอเรทีฟเปลี่ยนไตรโอดให้กลายเป็นเครื่องส่งสัญญาณ ซึ่งสร้างคลื่นไซน์ที่ราบรื่นและคงที่ โดยไม่มีประกายไฟที่มีเสียงดัง สามารถส่งสัญญาณเสียงได้อย่างสมบูรณ์แบบ ด้วยการเชื่อมโยงกันและจุดประกายในปี 1901 มาร์โคนีแทบจะไม่สามารถส่งรหัสมอร์สชิ้นเล็กๆ ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกแคบๆ ได้ ในปี 1915 AT&T สามารถส่งสัญญาณเสียงมนุษย์จากอาร์ลิงตัน รัฐเวอร์จิเนีย ไปยังโฮโนลูลูได้โดยใช้หลอดสุญญากาศเป็นทั้งเครื่องส่งและตัวรับ ในช่วงทศวรรษปี ค.ศ. 1920 พวกเขาได้รวมระบบโทรศัพท์ทางไกลเข้ากับการกระจายเสียงคุณภาพสูงเพื่อสร้างเครือข่ายวิทยุแห่งแรก ดังนั้น ในไม่ช้า คนทั้งประเทศก็จะสามารถฟังเสียงเดียวกันทางวิทยุ ไม่ว่าจะเป็นรูสเวลต์หรือฮิตเลอร์
ยิ่งไปกว่านั้น ความสามารถในการสร้างเครื่องส่งสัญญาณที่ปรับให้เข้ากับความถี่ที่แม่นยำและเสถียรทำให้วิศวกรโทรคมนาคมสามารถตระหนักถึงความฝันอันยาวนานของมัลติเพล็กซ์ความถี่ที่ดึงดูด Alexander Bell, Edison และคนอื่นๆ เมื่อสี่สิบปีก่อน ภายในปี 1923 AT&T มีสายสนทนา 390 ช่องจากนิวยอร์กไปยังพิตส์เบิร์ก ความสามารถในการส่งเสียงหลายเสียงผ่านสายทองแดงเส้นเดียวช่วยลดต้นทุนการโทรทางไกลได้อย่างมาก ซึ่งเนื่องจากมีต้นทุนสูง จึงทำให้เฉพาะคนและธุรกิจที่ร่ำรวยที่สุดเท่านั้นที่สามารถซื้อได้เสมอมา เมื่อเห็นว่าหลอดสุญญากาศสามารถทำอะไรได้บ้าง AT&T จึงส่งทนายความเพื่อซื้อสิทธิ์เพิ่มเติมจาก de Forest เพื่อรักษาสิทธิ์ในการใช้ Audion ในแอปพลิเคชันที่มีอยู่ทั้งหมด โดยรวมแล้วพวกเขาจ่ายเงินให้เขา 000 ดอลลาร์ ซึ่งในปัจจุบันเท่ากับประมาณ 7,5 ล้านดอลลาร์
ด้วยความเก่งกาจเช่นนี้ เหตุใดหลอดสุญญากาศจึงไม่ครองคอมพิวเตอร์ยุคแรกเหมือนกับที่ครอบงำวิทยุและอุปกรณ์โทรคมนาคมอื่นๆ แน่นอนว่าไตรโอดอาจเป็นสวิตช์ดิจิตอลเหมือนกับรีเลย์ เห็นได้ชัดว่าเดอ ฟอเรสต์เชื่อด้วยซ้ำว่าเขาได้สร้างรีเลย์ก่อนที่จะสร้างมันขึ้นมาจริงๆ และไตรโอดก็ตอบสนองได้ดีกว่ารีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าแบบเดิมมาก เนื่องจากไม่จำเป็นต้องขยับกระดองทางกายภาพ รีเลย์ทั่วไปต้องใช้เวลาสองสามมิลลิวินาทีในการเปลี่ยน และการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์จากแคโทดเป็นขั้วบวกเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าบนโครงข่ายเกือบจะเกิดขึ้นทันที
แต่หลอดไฟมีข้อเสียมากกว่ารีเลย์: แนวโน้มที่จะเผาไหม้เช่นเดียวกับรุ่นก่อนคือหลอดไฟ อายุการใช้งานของ Audion de Forest ดั้งเดิมนั้นสั้นมาก - ประมาณ 100 ชั่วโมง - หลอดไฟมีไส้หลอดสำรองซึ่งจะต้องเชื่อมต่อหลังจากที่หลอดแรกหมด สิ่งนี้แย่มาก แต่หลังจากนั้น แม้แต่หลอดไฟคุณภาพดีที่สุดก็ไม่สามารถคาดหวังได้ว่าจะมีอายุการใช้งานนานกว่าหลายพันชั่วโมง สำหรับคอมพิวเตอร์ที่มีหลอดไฟนับพันดวงและชั่วโมงการคำนวณ นี่เป็นปัญหาร้ายแรง
ในทางกลับกัน รีเลย์มี "ความน่าเชื่อถืออย่างน่าอัศจรรย์" ตามที่ George Stibitz กล่าว มากจนเขาอ้างว่า
หากชุดรีเลย์รูปตัว U เริ่มต้นในปีแรกของยุคของเราและสลับหน้าสัมผัสทุกๆ วินาที รีเลย์เหล่านั้นก็ยังใช้งานได้ในปัจจุบัน ความล้มเหลวในการติดต่อครั้งแรกอาจเกิดขึ้นได้ภายในหนึ่งพันปีต่อมา ประมาณปี 3000
นอกจากนี้ยังไม่มีประสบการณ์เกี่ยวกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ขนาดใหญ่เทียบได้กับวงจรไฟฟ้าเครื่องกลของวิศวกรโทรศัพท์ วิทยุและอุปกรณ์อื่นๆ อาจมีหลอดไฟได้ 5-10 ดวง แต่ไม่ถึงแสน ไม่มีใครรู้ว่าจะทำให้คอมพิวเตอร์ที่มีหลอดไฟ 5000 ดวงใช้งานได้หรือไม่ นักออกแบบคอมพิวเตอร์ได้เลือกรีเลย์แทนหลอด จึงเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยและอนุรักษ์นิยม
ในส่วนถัดไป เราจะมาดูกันว่าอย่างไรและทำไมจึงเอาชนะความสงสัยเหล่านี้ได้
ที่มา: will.com