День Радио: патенты Маркони и Попова

Не имея большого желания присоединяться к более чем столетнему холивару Попов vs. Маркони, все же воспользуюсь грядущим очередным Днем Радио (который традиционно отмечается в нашей стране 7 мая), чтобы на примерах А.С. Попова и Г. Маркони напомнить почтеннейшей публике о роли патентования «прорывных» научно-технических разработок при выходе на мировой рынок.

r9xd8tq1cpdv4u_absie3bwg2p4.png


Кадр из фильма «Александр Попов» (1949)

Краткий экскурс в историю изобретения Маркони


Гульельмо Маркони (Guglielmo Marconi) был скорее энтузиастом-экспериментатором радио, чем его изобретателем. Для изобретательства ему не хватало фундаментальных знаний (он не получил общего систематического образования, да и его техническое образование было фрагментарным), зато у него было завидное предпринимательское чутье, упорство и отличная организаторская хватка.

Приблизительно в 1892 г. (в возрасте 18 лет) Маркони узнал о работах Генриха Герца (Heinrich Hertz), в 1888 г. продемонстрировавшего опыты по генерированию и обнаружению электромагнитных волн, от своего соседа — Августо Риги (Augusto Righi), профессора физики в Болонском университете. С тех пор он «заболел» идеей беспроводной связи (отметим, что к тому времени он умел работать с телеграфным аппаратом и знал азбуку Морзе). Повторяя эксперименты Герца, Маркони по предложению Риги применил датчик электромагнитных волн, предложенный в 1890 г. французским физиком Эдуардом Бранли (Edouard Branly), позднее названный когерером. Биографы Маркони считают, что первые удачные эксперименты по фиксации грозовых разрядов и по передаче элементарной информации по радиоканалу он провел в 1894 г., т.е. приблизительно в то же время и с примерно той же аппаратурой, что и британский физик Оливер Лодж (Oliver Lodge), однако документальных подтверждению этому не обнаружено, возможно, потому что он экспериментировал частным образом в имении своего отца Villa Griffone в местечке Pontecchio в Италии и не афишировал их результаты.

В 1895 г. Маркони обратился за финансированием своих работ к министру почты и телеграфа Италии, но получил отказ (резолюция на прошении: «в сумасшедший дом»). В 1896 г. друг семьи — почетный консул США в Болонье Карло Гардини (Carlo Gardini) написал о Маркони послу Италии в Лондоне Аннибалу Ферреро (Annibale Ferrero), который в ответном письме посоветовал не предавать полученные результаты огласке до получения патента и выразил уверенность в том, что в Англии найти финансирование будет гораздо легче (надо сказать, что в детстве Маркони четыре года провел в Англии и неплохо говорил по-английски). В том же году Маркони отправился пытать счастья в Англию. Интерес к оборудованию Маркони обнаружился уже на таможне, откуда сообщили в британское Адмиралтейство, а в дальнейшем куратором и соратником Маркони стал Вильям Прис (William Preece), до этого также экспериментировавший с беспроволочной телеграфией и в то время занимавший пост главного инженера британского почтового ведомства. Как и Маркони, Прис был «практиком», т.е. экспериментатором, а не теоретиком-максвеллианцем, поэтому не был силен в теории радиосвязи. Зато он имел достаточно влиятельные связи и был ориентирован на коммерческий успех.

С помощью Приса Маркони составил и 2 июня 1896 г. подал в Британское патентное ведомство предварительную патентную заявку GB189612039

0vwkwh4flesxl0fkvcpzcpunwia.png


С точки зрения современной электродинамики, предварительная заявка Маркони выглядит довольно потешно — в ней совершенно серьезно утверждается о возможности передачи высокочастотных радиосигналов через воду и грунт. Возможно, таким образом здесь проявились уже известные в то время сведения о наведении помех в параллельно проложенных телеграфных проводах, физическая природа которых еще не была полностью объяснена, а также американский патент US0350299, выданный в 1886 г., на передачу электрических сигналов через грунт, который оказался нарушенным Маркони и который впоследствии Маркони был вынужден выкупить для легального использования своего изобретения в США.

Описание оборудования в предварительной заявке выглядит сумбурно и путано. Значительная часть описания посвящена конструкции уже известного когерера, а понятие антенны отсутствует вовсе. Кроме того, предварительная заявка Маркони не содержит ни одного чертежа. Все это свидетельствует о том, что Маркони при подаче заявки действовал по золотому правилу стартаперов всех времен и народов: «поехали, потом заведем». Кстати, позже подлинник британской предварительной заявки был изъят из архива Британского патентного ведомства и передан на хранение в компанию Маркони. Публично доступной эта заявка стала лишь в 2004 г. после рассекречивания архивов Маркони.

4 июня 1896 г. Прис выступил в Королевском институте Великобритании с лекцией «Signalling through Space without Wires», в которой изложил общую концепцию радиосвязи, при этом технические подробности не раскрывались.

Первая документально зафиксированная передача информации по радиоканалу была проведена Маркони 27 июля 1896 г. в ходе демонстрации работы оборудования чиновникам почтового ведомства Британии, однако конструкция оборудования при этом также держалась в секрете. Первая публичная демонстрация состоялась 2 сентября 1896 г. на равнине Солсбери, в ходе которой дальность передачи составила 0,5 км при использовании ненаправленных антенн и порядка 2,5 км с применением антенн с параболическими рефлекторами. Эта конструкция отражена в заменяющей (полной) британской патентной заявке, поданной 2 марта 1897 г., и в американской патентной заявке US586193, поданной 7 декабря 1896 г. Несуразица с якобы возможным прохождением высокочастотных радиосигналов сквозь воду и грунт в этих документа была устранена, зато появилось утверждение о возможности их прохождения сквозь массу металла, холмы и горы.

Британский патент GB12039 был выдан 2 июля 1897 г., американский патент US586193 — 2 июля 1897 г., а уже 20 июля 1897 г. была учреждена компания Wireless Telegraph & Signal Company, которая занялась коммерческим внедрением радиосвязи. Попытки Маркони получить аналогичные патенты в Германии, Франции и России окончились неудачей — по этим заявкам было отказано вследствие известности предлагаемого технического решения. По мере совершенствования техники радиосвязи, Маркони подал еще много патентных заявок и получил много патентов, часть из которых впоследствии была аннулирована. Список опубликованных патентных документов иллюстрирует высокую патентную активность Маркони.

Патентные документы Маркони

GB189612039 (A) 1897–07–02
GB189729306 (A) 1898–10–15
US627650 (A) 1899–06–27
CH18393 (A) 1899–12–31
US647009 (A) 1900–04–10
US647008 (A) 1900–04–10
US647007 (A) 1900–04–10
US650110 (A) 1900–05–22
US650109 (A) 1900–05–22
CA68941 (A) 1900–10–08
DK3429 © 1900–10–08
US668315 (A) 1901–02–19
US676332 (A) 1901–06–11
GB190005387 (A) 1901–06–21
DK4158 © 1901–09–09
CA74799 (A) 1902–02–18
CH23154 (A) 1902–06–15
GB190118105 (A) 1902–10–10
FR326064 (A) 1903–05–15
DK5967 © 1903–09–21
US757559 (A) 1904–04–19
GB190404869 (A) 1904–05–12
CA88007 (A) 1904–06–28
US763772 (A) 1904–06–28
FR340887 (A) 1904–07–22
US786132 (A) 1905–03–28
CA110966 (A) 1908–03–24
US884989 (A) 1908–04–14
US884988 (A) 1908–04–14
US884987 (A) 1908–04–14
US884986 (A) 1908–04–14
CA112784 (A) 1908–07–07
CA113312 (A) 1908–08–04
CA113419 (A) 1908–08–11
US896130 (A) 1908–08–18
CA116668 (A) 1909–02–16
CA116667 (A) 1909–02–16
CA116666 (A) 1909–02–16
CA116665 (A) 1909–02–16
US924560 (A) 1909–06–08
US924168 (A) 1909–06–08
US935383 (A) 1909–09–28
US935382 (A) 1909–09–28
US935381 (A) 1909–09–28
CA122885 (A) 1909–12–28
US954641 (A) 1910–04–12
US954640 (A) 1910–04–12
US997308 (A) 1911–07–11
FI5018 (A) 1912–09–26
AU5184 (B1) 1912–10–08
GB191200086 (A) 1913–01–01
GB191228865 (A) 1913–12–11
GB191302919 (A) 1914–01–29
GB191302918 (A) 1914–01–29
GB191300802 (A) 1914–02–10
GB191307610 (A) 1914–03–26
CA155168 (A) 1914–04–21
CA155167 (A) 1914–04–21
GB191311371 (A) 1914–05–14
US1102990 (A) 1914–07–07
AU11593 (B1) 1914–08–01
AU11907 (B1) 1914–08–04
AU13234 (B1) 1914–08–04
GB191318502 (A) 1914–08–13
US1116309 (A) 1914–11–03
CA158808 (A) 1914–11–10
CA158807 (A) 1914–11–10
US1136477 (A) 1915–04–20
US1148521 (A) 1915–08–03
GB104189 (A) 1917–02–19
GB104188 (A) 1917–02–19
US1226099 (A) 1917–05–15
US1246973 (A) 1917–11–20
US1271190 (A) 1918–07–02
US1301473 (A) 1919–04–22
CA196422 (A) 1920–01–20
FR499498 (A) 1920–02–12
CA199552 (A) 1920–04–27
US1377722 (A) 1921–05–10
CA284557 (A) 1928–11–06
US1981058 (A) 1934–11–20


Краткий экскурс в историю изобретения Попова


А.С. Попов в 1873 г. окончил курс Екатеринбургского духовного училища и поступил в Пермскую духовную семинарию. После окончания общеобразовательных классов семинарии в 1877 г. он поступил на физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета, который окончил в 1882 г. со степенью кандидата, защитив диссертацию на тему «О принципах магнито- и динамоэлектрических машин постоянного тока». В 1883 г. он начал работать преподавателем физики, математики и электротехники в Минном офицерском классе в Кронштадте, а в 1890 г. получил приглашение на должность преподавателя физики в Техническом училище Морского ведомства в Кронштадте.

В 1893 г. на Всемирной выставке в Чикаго он присутствовал при демонстрации опытов Тесла. На Электротехническом конгрессе, состоявшемся во время выставки, Эдиссон и Прис демонстрировали решение для беспроводной передачи сигналов с использованием явления электромагнитной индукции, однако дальность связи при этом не превышала 200 м. По пути в Чикаго в Париже он вступил во Французское физическое общество, что позволило ему регулярно получать информацию по актуальным научным вопросам.

Статья Лоджа в английском журнале «The Electrician» была получена Поповым осенью 1894 г. Оценив перспективность когерера в качестве датчика, он взялся за его совершенствование. К апрелю 1895 г. Попов с помощником Рыбкиным определил оптимальную с точки зрения чувствительности конструкцию когерера, ввел обратную связь для встряхивания когерера после его срабатывания и применил приемную антенну длиной около 2,5 м.

Первое документально подтвержденное сообщение Попова о возможности приема радиосигналов было сделано им 25 апреля (7 мая) 1895 г. на заседании Физического отделения Русского физико-химического общества. Это был доклад «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям», протокол которого был опубликован в том же году. Краткое описание конструкции и принципа действия автоматического грозоотметчика Попова содержится также в монографии Д.А. Лачинова «Основы метеорологии и климатологии», вышедшей в свет в 1895 г. В 1896 г. Попов опубликовал объемную статью «Прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний» с описанием конструкции, принципа действия и технологии изготовления автоматического грозоотметчика с указанием на возможность его применения для передачи сигналов.

Считается, что 12 (24) марта 1896 г. на заседании Русского физико-химического общества Попов продемонстрировал прием с расстояния 250 м радиограммы из двух слов Heinrich Hertz, однако документально это не подтверждено (в протоколе содержится запись «А.С. Попов показывает приборы для лекционного демонстрирования опытов Герца. Описание их помещено в «Журнале Русского физико-химического общества»). В марте 1897 г. Попов прочел публичную лекцию «О возможности телеграфирования без проводов» в Морском собрании Кронштадта.

Утверждают, что морской министр Чихачев на прошение Попова о выделении тысячи рублей на работы по радиотелеграфу отказал: «На такую химеру отпускать денег не разрешаю». Однако в середине 1896 г. морским министром стал Тыртов и целевое финансирование работ все же началось.

Опытные образцы передающей и приемной аппаратуры Попова активно испытывались на Балтийском флоте уже весной-летом 1897 г., при этом весной дальность передачи сигналов между кораблем и берегом в Кронштадтской гавани составила 600 метров, а летом — между кораблями в Финском заливе — превысила 5 километров. В ходе испытаний было обнаружено отражение радиоволн металлическим телом (кораблем), оказавшимся между передатчиком и приемником. Это наблюдение позволило Попову предложить способ определения направления на работающий передатчик для радиомаяков и радиопеленгаторов.

Первая документально зафиксированная радиопередача Поповым отдельных телеграфных знаков состоялась 15 сентября 1897 г. в рамках «IV совещательного съезда железнодорожных электротехников и представителей службы телеграфа русских железных дорог», организованного Русским техническим обществом в Одессе. Тем не менее, 19 (31) октября 1897 г. Попов, выступая с докладом «О телеграфировании без проводов» в Электротехническом институте, признал: «Здесь собран прибор для телеграфирования. Связной телеграммы мы не сумели послать, потому что у нас не было практики, все детали приборов еще нужно разработать». Лишь 18 (30) декабря 1897 г. в ходе публичной лекции Попова в Русском физико-химическом обществе была документально зафиксирована передача телеграфным кодом слова «Герцъ».

Попов не патентовал ранние разработки. По-видимому, это было связано с режимом секретности. Позднее он получил один российский и несколько иностранных патентов, относящихся к радиотелефонной связи, однако патентная активность Попова была гораздо скромнее, чем Маркони.

Патентные документы Попова

GB190002797 (A) 1900–04–07
CH21905 (A) 1901–10–31
RU6066 (B) 1901–12–12
FR296354 (B) 1903–01–17
US722139 (A) 1903–03–03

В конце 1898 г. компания Эжена Дюкрете (Eugène Ducretet) начала серийный выпуск корабельных радиостанций системы Попова по заказам военно-морских ведомств России и Франции. Фамилия Попова на серийной продукции французской фирмы свидетельствует о том, что он был компаньоном Дюкрете.

ll3vhzc5j3cibuoavw56bqorh0s.png


В 1900 г. Попов организовал первую в России радиомастерскую в Кронштадте и возглавил техническое руководство оснащением радиоаппаратурой российского Военно-морского флота. В том же году компания Маркони несколько раз пыталась выйти на Попова с предложением о сотрудничестве, но, судя по отсутствию в личных архивах Попова каких-либо сведений о его реакции на эти попытки завязать деловые отношения, этот контакт так и не состоялся, так что сцена встречи Попова и Маркони в фильме «Александр Попов» (1949), скорее всего, является вымыслом его создателей.

dlxtlp2srjxqvtifph_iodpupvs.png


Радиомастерская Попова в Кронштадте и французская фабрика Дюкрете оказались не в состоянии обеспечить растущие требования к количеству и качеству радиооборудования для российских военных ведомств, поэтому в 1904 г. между профессором Поповым, немецкой компанией «Telefunken» (среди учредителей которой были Ф. Браун и К. Сименс) и российским юрлицом компании «Siemens & Halske» был заключен договор об учреждении в Петербурге Отделения беспроволочного телеграфа «Сименс и Гальске», по которому Попов имел право на ⅓ прибыли предприятия.

Кронштадтская радиомастерская позднее была переведена в Петербург и преобразована в Радиотелеграфное депо, затем — в Радиозавод и в дальнейшем стала известной под именем НПО мощного радиостроения им. Коминтерна (сейчас ПАО «Российский институт мощного радиостроения»). Отделение беспроволочной телеграфии компании «Сименс и Гальске» после ряда преобразований было возрождено как Завод им. Н.Г. Козицкого (сейчас ЗАО «Завод имени Козицкого»).

Заключение


Попов и Маркони начали работы приблизительно в одно время, имели одинаковую исходную информацию (публикации Герца, Бранли, Лоджа и т.д.), сходное техническое оснащение, поначалу двигались в одном (с технической точки зрения) направлении, одинаково страдали от недостатка финансирования и примерно одновременно получили первые практические результаты, которые также оказались весьма сходными. Далее их пути разошлись: Маркони бредил трансатлантической радиосвязью и стремился к мировой экспансии, Попов же решал ведомственные задачи в обстановке секретности.

При этом нельзя сказать, чтобы Попов принципиально был ученым-бессребреником, как его иногда представляла советская пропаганда в противовес акуле империализма Маркони. В 1900 г. «по высочайшему соизволению» он получил премию в размере 33000 руб. (приблизительно 2 млн. долл. США на сегодняшний день) «за работы по внедрению радиосвязи на кораблях флота», в 1901 г. — звание профессора и должность заведующего кафедрой физики в Электротехническом институте (ЭТИ) с годовым окладом 2200 руб. (приблизительно 133 тыс. долл. США на сегодняшний день), а в 1903 г. — казенную профессорскую квартиру (250 кв. м) в новом жилом доме при ЭТИ. Помимо этого, Попов получал доходы от сотрудничества с Дюкрете и дивиденды от «Сименс и Гальске» (наследники Попова получали дивиденды по этому договору до 1909 г.). В 1905 г. Попов смог купить большое имение неподалеку от станции Удомля в Тверской губернии.

Очевидно, что монетизация изобретения Попова шла в России достаточно неплохо. Тем не менее, отказ от патентования на раннем этапе привел к безвозмездному использованию изобретений Попова в других странах (как минимум, известно о нелицензионном производстве радиостанций системы Попова в США в 1900–1901 гг. и грозоотметчика в Венгрии в 1904 г.) и затруднило выход связанных с Поповым предприятий на мировой рынок. Модель монетизации изобретений Попова опиралась в основном на административный ресурс, а не на патентное право. Различие принципов организации исследований и практической реализации изобретений, которых придерживались Попов и Маркони, в конечном счете, сказалось на масштабе и на финансовом результате от их деятельности.

Гульельмо Маркони построил свою империю — группа его компаний была главным игроком на мировом рынке радиооборудования в первой четверти ХХ в., некоторые из них существуют и по сей день (как подразделения CMC Electronics, Ericsson и Telent). В частности, британская компания Marconi Corporation plc (прямая наследница Wireless Telegraph & Signal Company) была приобретена в 2005 г. компанией Ericsson за 1,2 млрд. фунт. ст.

На внедрение изобретений Александру Степановичу Попову было отпущено судьбой совсем немного времени — он скончался 31 декабря 1905 г. (13 января 1906 г.) в возрасте 46 лет. С именем Попова связаны два предприятия (Завод им. Коминтерна и Завод им. Козицкого), в техническом плане достаточно успешно работавшие в ХХ в., но ориентированные, преимущественно, на внутренний рынок и так и оставшиеся на нем локальными нишевыми игроками.

© Habrahabr.ru