Каждый день видит человечество более победоносным в борьбе с пространством и временем.
Guglielmo Giovanni Maria Marconi, 1-й маркиз Marconi был итальянским изобретателем и электротехником, известным своей пионерской работой в области дальней радиопередачи, разработкой закона Marconi и системой радиотелеграфии. Ему приписывают изобретение радио, и он разделил Нобелевскую премию по физике 1909 года с Karl Ferdinand Braun «в признание их вклада в развитие беспроводной телеграфии».
Marconi был также предпринимателем, бизнесменом и основателем The Wireless Telegraph & Signal Company в Соединённом Королевстве в 1897 году, которая позже стала компанией Marconi Company. Ему удалось сделать радио инженерным и коммерческим успехом благодаря инновациям и развитию работы предыдущих экспериментаторов и физиков. В 1929 году Marconi был возведён в ранг маркиза королём Victor Emmanuel III Италии, а в 1931 году он основал Vatican Radio для папы Pius XI.
Биография
Ранние годы
Marconi родился в итальянской знати как Guglielmo Giovanni Maria Marconi в Palazzo Marescalchi в Bologna 25 апреля 1874 года, второй сын Giuseppe Marconi, итальянского аристократического землевладельца из Porretta Terme, и его ирландской жены Annie Jameson, дочери Andrew Jameson из Daphne Castle в графстве Wexford, Ирландия и внучки John Jameson, основателя винокурни Jameson & Sons. У Marconi был брат Alfonso и сводный брат Luigi. В возрасте от двух до шести лет Marconi и его старший брат Alfonso жили с матерью в английском городе Bedford.
Образование
Marconi не посещал школу в детстве и не получил формального высшего образования. Вместо этого он изучал химию, математику и физику дома у серии частных репетиторов, нанятых его родителями. Его семья нанимала дополнительных репетиторов для Guglielmo зимой, когда они покидали Bologna ради более тёплого климата Tuscany или Florence. Marconi отметил важного наставника — профессора Vincenzo Rosa, учителя физики в старшей школе в Livorno. Rosa преподавал 17-летнему Marconi основы физических явлений, а также новые теории об электричестве. В возрасте 18 лет, вернувшись в Bologna, Marconi познакомился с физиком University of Bologna Augusto Righi, который проводил исследования работы Heinrich Hertz. Righi позволил Marconi посещать лекции в университете, а также использовать лабораторию и библиотеку университета.
Работа в области радио
С юности Marconi интересовался наукой и электричеством. В начале 1890-х годов он начал работать над идеей «беспроводной телеграфии» — то есть передачей телеграфных сообщений без соединительных проводов, используемых электрическим телеграфом. Это была не новая идея; многие исследователи и изобретатели на протяжении более 50 лет изучали технологии беспроводной телеграфии и даже создавали системы, использующие электрическую проводимость, электромагнитную индукцию и оптическую световую сигнализацию, но ни одна не доказала свой технический и коммерческий успех. Относительно новое развитие пришло от Heinrich Hertz, который в 1888 году продемонстрировал, что можно создавать и обнаруживать электромагнитное излучение на основе работы James Clerk Maxwell. В то время это излучение обычно называлось волнами «Hertzian», и теперь его обычно называют радиоволнами.
В физическом сообществе было большое внимание к радиоволнам, но это внимание было направлено на научное явление, а не на его потенциал как метода коммуникации. Физики в целом рассматривали радиоволны как невидимую форму света, которая могла путешествовать только по линии прямой видимости, ограничивая её дальность визуальным горизонтом, как существующие формы визуальной сигнализации. Смерть Hertz в 1894 году принесла опубликованные обзоры его более ранних открытий, включая демонстрацию передачи и обнаружения радиоволн британским физиком Oliver Lodge и статью о работе Hertz от Augusto Righi. Статья Righi возобновила интерес Marconi к разработке системы беспроводной телеграфии на основе радиоволн, направление исследований, которое Marconi отметил, что другие изобретатели, похоже, не преследовали.
Разработка радиотелеграфии
В возрасте 20 лет Marconi начал проводить эксперименты с радиоволнами, строя большую часть своего собственного оборудования на чердаке своего дома в Villa Griffone в Pontecchio, ныне административное подразделение Sasso Marconi, Италия, с помощью своего дворецкого Mignani. Marconi опирался на первоначальные эксперименты Hertz и по предложению Righi начал использовать когерер, ранний детектор, основанный на выводах французского физика Édouard Branly 1890 года и используемый в экспериментах Lodge, который менял сопротивление при воздействии радиоволн. Летом 1894 года он построил будильник шторма, состоящий из батареи, когерера и электрического звонка, который срабатывал при обнаружении радиоволн, создаваемых молнией.
Поздно ночью в декабре 1894 года Marconi продемонстрировал своей матери радиопередатчик и приёмник, установку, которая вызвала звон звонка на другом конце комнаты при нажатии телеграфной кнопки на скамье. Поддерживаемый своим отцом, Marconi продолжал читать литературу и узнал об идеях физиков, которые проводили эксперименты с радиоволнами. Он разработал устройства, такие как портативные передатчики и системы приёмников, которые могли работать на больших расстояниях, превращая то, что было по сути лабораторным экспериментом, в полезную систему коммуникации. Marconi придумал функциональную систему со множеством компонентов:
- Относительно простой генератор колебаний или искрообразующий радиопередатчик;
- Проволочная или металлическая листовая область ёмкости, подвешенная на высоте над землёй;
- Приёмник-когерер, который был модификацией первоначального устройства Édouard Branly с улучшениями для повышения чувствительности и надёжности;
- Телеграфный ключ для управления передатчиком для отправки коротких и длинных импульсов, соответствующих точкам и тире кода Морзе; и
- Телеграфный регистр, активируемый когерером, который записывал полученные точки и тире кода Морзе на рулон бумажной ленты.
Летом 1895 года Marconi переместил свои эксперименты на открытый воздух в поместье своего отца в Bologna. Он пробовал различные расположения и формы антенны, но даже с улучшениями он мог передавать сигналы только на расстояние в полмили, расстояние, которое Oliver Lodge предсказал в 1894 году как максимальное расстояние передачи для радиоволн.
Прорыв в передаче
Прорыв произошёл летом 1895 года, когда Marconi обнаружил, что гораздо большая дальность могла быть достигнута после того, как он поднял высоту своей антенны и, заимствуя технику, используемую в проводной телеграфии, заземлил свой передатчик и приёмник. С этими улучшениями система была способна передавать сигналы на расстояние до 2 миль (3,2 км) и через холмы. Монопольная антенна уменьшила частоту волн по сравнению с дипольными антеннами, используемыми Hertz, и излучала вертикально поляризованные радиоволны, которые могли путешествовать на большие расстояния. К этому моменту он пришёл к выводу, что устройство могло бы стать способным охватывать большие расстояния, с дополнительным финансированием и исследованиями, и оказалось бы ценным как в коммерческом, так и в военном отношении. Экспериментальный аппарат Marconi доказал, что он является первой инженерно-полной, коммерчески успешной системой радиопередачи.
Marconi написал в Министерство почты и телеграфа, тогда под руководством Pietro Lacava, объясняя свою машину беспроводной телеграфии и прося финансирования. Он так и не получил ответ на своё письмо, которое в конце концов было отклонено министром, который написал «на Longara» на документе, имея в виду психиатрическую больницу на Via della Lungara в Rome.
В 1896 году Marconi поговорил со своим семейным другом Carlo Gardini, почётным консулом при консульстве Соединённых Штатов в Bologna, об уходе из Италии в Англию. Gardini написал письмо с рекомендацией послу Италии в London Annibale Ferrero, объясняя, кто такой Marconi и о его экстраординарных открытиях. В своём ответе посланник Ferrero посоветовал им не разглашать результаты Marconi до получения патента. Он также призвал Marconi приехать в Англию, где, по его мнению, будет легче найти необходимые средства для превращения его экспериментов в практическое применение. Найдя мало интереса или признания своей работе в Италии, Marconi отправился в London в начале 1896 года в возрасте 21 года, сопровождаемый своей матерью, чтобы получить поддержку своей работы. Он говорил свободно на английском языке в дополнение к итальянскому. Marconi прибыл в Dover, и таможенник открыл его чемодан, обнаружив различное оборудование. Таможенник немедленно связался с Admiralty в London. Во время пребывания там Marconi получил интерес и поддержку William Preece, главного инженера-электрика British Post Office. В это время Marconi решил, что он должен запатентовать свою систему, на которую он подал заявку 2 июня 1896 года, британский патент номер 12039 под названием «Improvements in Transmitting Electrical impulses and Signals, and in Apparatus therefor» (Улучшения в передаче электрических импульсов и сигналов и соответствующего оборудования), который стал первым патентом на систему коммуникации на основе радиоволн.
Британцы проявляют интерес
Marconi провел первую демонстрацию своей системы для британского правительства в июле 1896 года. Последовала дальнейшая серия демонстраций для британцев, и к марту 1897 года Marconi передал сигналы азбуки Морзе на расстояние около 6 километров (3,7 миль) через Salisbury Plain. 13 мая 1897 года Marconi отправил первую когда-либо беспроводную коммуникацию над открытым морем — сообщение было передано через Bristol Channel с острова Flat Holm на мыс Lavernock рядом с Cardiff на расстояние 6 километров (3,7 миль). Сообщение гласило «Are you ready» (Вы готовы?). Передающее оборудование было почти сразу же перемещено на fort Brean Down Fort на побережье Somerset, растянув дальность на 16 километров (9,9 миль).
Впечатлённый этими и другими демонстрациями, Preece представил текущую работу Marconi широкой публике на двух важных лондонских лекциях: «Telegraphy without Wires» (Телеграфия без проводов) в Toynbee Hall 11 декабря 1896 года; и «Signalling through Space without Wires» (Сигнализация через пространство без проводов), прочитанной перед Royal Institution 4 июня 1897 года.
Последовало множество дополнительных демонстраций, и Marconi начал получать международное внимание. В июле 1897 года он провел серию тестов в La Spezia в своей родной стране для итальянского правительства. Тест для Lloyd's между Ballycastle и island Rathlin Island, Ирландия, был проведён 6 июля 1898 года. Передача через English channel была достигнута 27 марта 1899 года от Wimereux, Франция до South Foreland Lighthouse, Англия. Marconi создал экспериментальную базу в Haven Hotel, Sandbanks, Poole Harbour, Dorset, где он установил мачту высотой 100 футов. Он подружился с van Raaltes, владельцами Brownsea Island в Poole Harbour, и его паровая яхта Elettra часто была пришвартована на Brownsea или в Haven Hotel. Marconi приобрёл судно после Первой мировой войны и превратил его в плавающую лабораторию, откуда он проводил многие из своих экспериментов. В составе экипажа Elettra был Adelmo Landini, его личный радиооператор, который также был изобретателем.
В декабре 1898 года британская служба маяков разрешила установку беспроводной коммуникации между маяком South Foreland в Dover и маяком East Goodwin, находящимся в двенадцати милях от него. 17 марта 1899 года маяк East Goodwin отправил первое сообщение SOS, сигнал от имени торгового судна Elbe, которое село на мель на Goodwin Sands. Сообщение было получено радиооператором маяка South Foreland, который вызвал помощь спасательной шлюпки Ramsgate.
Осенью 1899 года произошли первые демонстрации в Соединённых Штатах. Marconi плыл в США по приглашению газеты New York Herald для освещения международных яхт-гонок America's Cup у Sandy Hook, New Jersey. Передача была произведена на борту SS Ponce, пассажирского корабля Porto Rico Line. Marconi уехал в Англию 8 ноября 1899 года на SS Saint Paul American Line, и он и его ассистенты установили беспроводное оборудование на борту во время плавания. 15 ноября Saint Paul стал первым океанским лайнером, который доложила о своём предстоящем возвращении в Great Britain по радио, когда радиостанция Marconi Royal Needles Hotel связалась с ней на расстоянии 66 морских миль от английского побережья.
Трансатлантические передачи
На рубеже XX века Marconi начал исследовать способ сигнализации через Атлантику, чтобы конкурировать с трансатлантическими телеграфными кабелями. Marconi создал беспроводную передающую станцию в Marconi House, Rosslare Strand, Co. Wexford в 1901 году, чтобы служить связью между Poldhu в Cornwall, Англия и Clifden в Co. Galway, Ирландия. Вскоре он объявил, что сообщение было получено на Signal Hill в St John's, Newfoundland, ныне часть Canada 12 декабря 1901 года, используя поддерживаемую воздушным змеем антенну высотой 500 футов (150 м) для приёма —
