Ли де Форест

Ли де Форест (англ. Lee De Forest; 26 августа 1873, Каунсил-Блафс, Айова — 30 июня 1961, Голливуд, Калифорния) — американский изобретатель и инженер, один из пионеров радиотехники и звукового кино. Наиболее известен как создатель аудиона (триода) — первого электронного усилительного прибора на основе вакуумной лампы, который стал ключевым элементом в развитии радио, телефонии, телевидения и ранней вычислительной техники. За свою жизнь де Форест получил более 300 патентов, однако его научная репутация неоднозначна из-за ряда судебных разбирательств, связанных с приоритетом изобретений, и склонности к преувеличениям.

Биография

Ранние годы и образование

Ли де Форест родился в семье священника конгрегационалистской церкви. Его отец, Генри Свифт де Форест, был настоятелем церкви в Каунсил-Блафс, а затем переехал с семьёй в Алабаму, где стал президентом небольшого колледжа. В детстве Ли проявлял интерес к механике, но не отличался выдающимися успехами в школе. В 1893 году он поступил в Шеффилдскую научную школу Йельского университета, где изучал физику и математику. В 1896 году получил степень бакалавра, а в 1899 году — докторскую степень (Ph.D.) за диссертацию, посвящённую отражению радиоволн от металлических объектов (одна из ранних работ, предвосхитивших радиолокацию).

Начало карьеры и работа с радио

После окончания университета де Форест устроился в компанию Western Electric Company в Чикаго, где занимался усовершенствованием телефонных линий. В 1900 году он перешёл в лабораторию Армстронга, но вскоре начал самостоятельные эксперименты с беспроводной телеграфией. В 1902 году он основал компанию De Forest Wireless Telegraph Company, которая занималась установкой радиостанций на кораблях и в прибрежных городах. Однако из-за финансовых проблем и конкуренции с системой Гульельмо Маркони компания обанкротилась в 1906 году.

Изобретение аудиона (триода)

В 1906 году де Форест, работая над улучшением детектора радиоволн, внёс ключевое усовершенствование в вакуумную лампу. Он добавил третий электрод — сетку — между катодом и анодом в лампу, изобретённую Джоном Флемингом (диод). Это устройство, названное им аудионом (позже — триодом), позволяло усиливать слабые электрические сигналы. 25 октября 1906 года де Форест подал патентную заявку на «устройство для усиления слабых электрических токов», которая была удовлетворена в 1907 году. Аудион стал первым электронным усилителем, что произвело революцию в радиосвязи: он позволил передавать не только телеграфные сигналы (точки и тире), но и человеческую речь и музыку.

Радиовещание и патентные споры

В 1907 году де Форест начал экспериментальные радиопередачи из своей лаборатории в Нью-Йорке. В 1910 году он организовал прямую трансляцию оперы «Тоска» из Метрополитен-опера — одно из первых в мире публичных радиовещательных событий. Однако его коммерческие проекты часто терпели неудачу из-за плохого управления и судебных исков. В 1912 году он был арестован по обвинению в мошенничестве при продаже акций своей компании, но позже оправдан.

Де Форест вёл многолетние патентные споры с Эдвином Армстронгом, изобретателем регенеративного приёмника и супергетеродина. Армстронг утверждал, что де Форест не понимал принципа работы своего собственного аудиона и что схема регенерации была изобретена им, а не де Форестом. Верховный суд США в конечном счёте признал приоритет де Фореста в изобретении регенеративного приёмника (патент 1916 года), хотя многие инженеры считали это решение спорным.

Работа в звуковом кино

В 1919 году де Форест разработал систему звукозаписи на киноплёнку, названную «Фонофильм» (Phonofilm). Она использовала фотоэлектрический метод для преобразования звуковых колебаний в оптическую дорожку, которая затем наносилась на край киноплёнки. В 1923 году он продемонстрировал первые короткометражные фильмы с синхронным звуком, но коммерческого успеха система не имела из-за низкого качества звука и конкуренции с более совершенными системами (например, Vitaphone компании Warner Bros.). Тем не менее, работа де Фореста заложила основы для оптической звукозаписи, которая доминировала в киноиндустрии до 1950-х годов.

Поздние годы

В 1930-е годы де Форест продолжал изобретать, но его идеи часто опережали время или были технически неосуществимы. Он занимался разработкой электронно-лучевых трубок для телевидения, но не смог добиться значительных успехов. В 1940-х годах он работал в лабораториях компании American Telephone and Telegraph (AT&T) и вёл частные исследования. В 1950-х годах де Форест стал публично критиковать развитие телевидения, называя его «интеллектуальным ядом». Умер он в 1961 году в Голливуде в возрасте 87 лет.

Изобретения и научный вклад

Аудион (триод)

Основное изобретение де Фореста — аудион — представлял собой вакуумную лампу с тремя электродами: катодом (нагреваемым нитью накала), анодом и управляющей сеткой, расположенной между ними. При подаче слабого переменного сигнала на сетку изменялся ток между катодом и анодом, что позволяло усиливать сигнал в десятки и сотни раз. Триод стал основой для создания радиоприёмников, усилителей звука, генераторов колебаний и первых электронных вычислительных машин. Без триода невозможно было бы развитие радио- и телевещания, междугородной телефонной связи и радаров.

Фонофильм

Система Phonofilm, запатентованная в 1919 году, использовала фотоэлемент для преобразования звука в электрический сигнал, который затем модулировал яркость лампы, записывая звук на киноплёнку в виде оптической дорожки. Воспроизведение осуществлялось обратным процессом: свет от лампы проходил через дорожку и попадал на фотоэлемент, генерируя электрический сигнал, который подавался на динамик. Хотя система не получила широкого распространения, она продемонстрировала принципиальную возможность синхронной звукозаписи на плёнку.

Другие изобретения

Де Форест также работал над:

• Усовершенствованием радиопередатчиков — создал модуляцию для передачи голоса.
• Разработкой радиопеленгаторов — устройств для определения направления на источник радиосигнала.
• Экспериментами с телевидением — в 1920-х годах он предложил использовать электронно-лучевую трубку для развёртки изображения, но не смог реализовать эту идею технически.

Критика и наследие

Ли де Форест часто называют «отцом радио», хотя этот титул оспаривается в пользу Маркони, Попова и других изобретателей. Его главный вклад — создание усилительного прибора, без которого радио оставалось бы лишь средством передачи телеграфных сигналов. Однако де Форест не был блестящим инженером-практиком: многие его устройства работали нестабильно, а коммерческие проекты проваливались из-за неумения управлять бизнесом. Кроме того, он неоднократно приписывал себе изобретения, сделанные другими (например, регенеративный приёмник), что привело к длительным судебным разбирательствам.

Несмотря на это, аудион признаётся одним из важнейших изобретений XX века. В 1950 году Американский институт инженеров-электриков (AIEE) наградил де Фореста медалью Эдисона за «выдающийся вклад в развитие радио». В 1977 году он был посмертно включён в Зал славы изобретателей США.

Интересные факты

• Де Форест был одним из первых, кто использовал термин «радио» (от лат. radius — луч) для обозначения беспроводной связи, хотя сам предпочитал слово «аудион».
• В 1912 году он был арестован за мошенничество с акциями, но на суде заявил, что его изобретения «изменят мир», и был оправдан.
• Де Форест был женат четыре раза, и все его браки закончились разводами.
• В 1920-х годах он пытался создать «электронную сигарету», но проект не был реализован.
• В 1940-х годах де Форест написал автобиографию «Отец радио», в которой преувеличил свою роль в развитии радиотехники.

Источники

• De Forest, Lee. Father of Radio: The Autobiography of Lee De Forest. Chicago: Wilcox & Follett, 1950.
• Tyne, Gerald F. J. Saga of the Vacuum Tube. Indianapolis: Howard W. Sams, 1977.
• Lewis, Tom. Empire of the Air: The Men Who Made Radio. New York: HarperCollins, 1991.
• Aitken, Hugh G. J. The Continuous Wave: Technology and American Radio, 1900–1932. Princeton University Press, 1985.
• Патент США № 879532 (1907) — «Устройство для усиления слабых электрических токов».