Т. Эдисон: «Гений — это на один процент вдохновение и на 99 — потение»

К 160-летию со дня рождения Томаса Эдисона

Валерий Самохин

Tомас Алва Эдисон — выдающийся американский изобретатель и бизнесмен, создавший и улучшивший множество устройств, был одним из первых, кто удачно сочетал изобретательство с массовым производством. Он является одним из самых плодовитых изобретателей в истории, автором 1093 американских патентов, а также многих патентов Великобритании, Франции и Германии.

Девиз «Это можно сделать лучше!» не давал покоя Эдисону всю жизнь, заставляя проводить сотни и тысячи испытаний, особенно в тех случаях, когда не существовало какой-либо теории, помогающей разобраться в существе возникающих проблем.

Эдисон родился 11 февраля 1847 г. в семье среднего достатка, проживавшей в небольшом селении Майлан (штат Огайо). В школе его считали тупым упрямцем. Он наотрез отказывался отвечать в классе, не в силах преодолеть смущение. И в то же время изводил учителей вопросами о предметах, которые не входили в школьную программу. Преподаватели не любили его и, помучавшись с маленьким Томасом полгода, попросили родителей забрать ребенка из школы. К счастью, его мать была учительницей, и начальное образование он получил дома.

Эдисон был любознательным и всеядным читателем. Интерес к технике пробудился у Томаса очень рано. В девятилетнем возрасте он прочитал первую серьезную книгу — «Натуральная и экспериментальная философия» Р. Г. Паркера, опубликованную в 1856 году. Эта книга была своего рода научно-технической энциклопедией, содержащей описания практически всех механизмов того времени — от паровых машин до воздушных шаров и сведения по химии с описанием многочисленных опытов. С течением времени Томас проделал их все в подвале родительского дома, превращенном в химическую лабораторию с многочисленными флаконами и надписями «Яд».

Когда железная дорога обошла Майлан, семейство Эдисона перебралось в Порт-Гурон (штат Мичиган), но жизнь там оказалась несладкой. Помогая семье, Эдисон в 1859 г. покидает школу и становится продавцом леденцов и газет на поездах, курсирующих до Детройта. Здесь он стал издавать собственную, первую в мире газету, печатавшуюся прямо в поезде, во время его движения!

В 1963 г. случилось так, что Эдисон спас чуть не попавшего под поезд трехлетнего мальчика. Благодарный отец, телеграфист-железнодорожник, обучил Эдисона своей профессии, и тот оставил «поездную журналистику» и коммерцию. Во время войны на телеграфистов возник особый спрос. Эдисон был глух на одно ухо, от армии его освободили, но он без труда нашел работу. Телеграфисты тогда были в авангарде прогресса, смотрели на остальных свысока и хорошо зарабатывали. Эдисон пять лет прослужил поездным телеграфистом и достиг виртуозного мастерства в передаче и приеме азбуки Морзе.

Телеграф и телефон.

В 1868 г. Эдисона взяли телеграфистом в Бостонское отделение компании Western Union, где он изобрел телеграфный аппарат для деловых офисов. Через год, в разгар биржевых войн, Эдисон переехал в Нью-Йорк. Тогда цены на бирже изменялись столь быстро, что телеграфные аппараты часто ломались, не выдерживая нагрузки. Однажды Эдисон попал в офис, где царила паника из-за отказа такого аппарата. Через два часа он починил его и тут же был назначен главным специалистом компании Gold Indicator с фантастическим окладом 300 долларов в месяц. Тогда, поняв, что богатство не в золоте, цена на которое колеблется, а в том, чтобы быстро доставлять сведения об этих колебаниях, Эдисон решил посвятить себя изобретательской работе. Первой его задачей было усовершенствование биржевого телеграфа, и уже к январю 1869 г. он существенно продвинулся в создании дуплексного телеграфа и принтера, который преобразовал электрические сигналы в графические символы.

Чародей из Менло-Парка.

Тогда же Эдисон, уже имея в штате 100 сотрудников, перевел свою лабораторию в маленький городок Менло-парк (штат Нью-Джерси) и стал принимать заказы на изобретения. Эта была первая в мире индустриальная исследовательская лаборатория, созданная для непрерывных разработок технологических новшеств и усовершенствований. Сначала Эдисон модифицирует телефонный аппарат, только что запатентованный Г. Беллом: изобретает угольный микрофон и ставит на выходе аппарата повышающий трансформатор. Эти и ряд других изобретений позволили в сотни раз увеличить длину телефонных линий, а также сконструировать устройство, которое давало возможность слушать передаваемую речь и музыку. Затем Эдисон улучшает угольный микрофон, который в дальнейшем использовался во всех телефонах до 1980-х годов.

Изобретений по заказам было много, и они приносили Эдисону немалый доход, но приходилось заниматься и массовым производством. «Я был плохим фабрикантом, — вспоминал Эдисон, — потому, что не мог оставить в покое ни одной вещи, даже если она была и так достаточно хороша. Что бы ни попадало в мои руки — машинка для взбивания яиц или электромотор — я стремился снова это разобрать, чтобы еще что-нибудь переделать. Такая мания дорого обходится фабриканту!»

Фонограф.

Стандартный фонограф Эдисона

Мысль о «говорящей машине» посетила Эдисона, когда он разрабатывал метод записи телеграмм иглой, которая наносила в спиральной канавке цинкового вращающегося диска точки и тире азбуки Морзе. Для проигрывания записи в канавку диска вводился рычажок, и, когда диск вращался, плечо этого рычажка опускалось и поднималось, следуя меткам на диске. Как-то Эдисон запустил механизм на повышенной скорости, и плечо рычажка начало вибрировать, издавая звуки. Эдисон тут же сообразил, что, если связать рычажок с подвижной диафрагмой, возникнут звуковые волны. Первый патент на звукозапись голоса был получен Эдисоном 01.06.1869, а изобретением, принесшим ему мировую известность, стал фонограф, запатентованный в 1878 г.

В первых фонографах запись производилась на оловянной фольге, которая покрывала поверхность цилиндра-валика, приводимого в движение рукояткой. Игла, связанная с мембраной, перемещалась вдоль валика, оставляя модулированный по глубине винтовой след. Недостатков было много — нестабильность скорости вращения валика приводила к искажениям тональности звука, и запись на оловянной фольге быстро портилась. Тем не менее, успех фонографа был огромным. Фонограф стал любимым детищем Эдисона, к которому он возвращался на протяжении почти 40 лет, вводя все новые усовершенствования. К ним относятся, например, электропривод цилиндра и его покрытие воском вместо оловянной фольги.

Грампластинки RCA His Master Voice и Edison Record

В 1887 г. немецким изобретателем Эмилем Берлинером (E. Berliner), работающим в США, был запатентован граммофон с поперечной записью на диск. В 1893 г. был начат выпуск граммофонов на заводах Американской корпорации RCA. Первые грампластинки делали из целлулоида, но в дальнейшем заменили его шеллаком. Это повысило качество звучания, и оно стало лучше, чем у фонографа. Пытаясь предотвратить вытеснение фонографов граммофонами, Эдисон в 1916 г. изобрел состав пластмассы для дисковых носителей, создал фирму Edison Record, выпускающую звукозаписи с глубинной модуляцией на таких дисках, и его завод начал производить модифицированные фонографы для них. Но к тому времени грам-пластинки RCA Victor His Master Voice c граммофоном и собачкой Ниппером на этикетке уже получили массовое распространение, и поэтому этот проект Эдисона успеха не имел. В 1929 г. выпуск фонографов был прекращен.

Проигрыватель механических видеопластинок TelDec с глубинной модуляцией

Идея Эдисона записи с глубинной модуляцией на дисковые носители была востребованна через 50 лет, когда оказались безуспешными попытки создать пластинку с поперечной механической видеозаписью. Применив глубинную запись, эту проблему удалось решить. В 1970 г. состоялась презентация видеопроигрывателя фирм Telefunken/Teldec для гибких пластинок (21 см), а с 1972 г. в продаже появились цветные пластинки с механической видео-записью, технология изготовления которых была во многом аналогична технологии изготовления грампластинок. Такие видеопластинки выпускались 10 лет, вплоть до появления бытовых видеомагнитофонов VHS, являясь единственным носителем видеозаписей, доступным широким слоям населения.

Электрический свет.

Первые осветительные лампы были изобретены в России (лампа накаливания в 1872 г. А. Н. Лодыгиным и дуговая в 1876 г. П. Н. Яблочковым), но ни одна из изобретенных до Эдисона ламп не была доведена до серийного производства. Начав в 1877 г. свои опыты с лампами накаливания, Эдисон поставил задачу создать такую лампу, чтобы электрическое освещение стало массовым, дешевым, простым в обслуживании и надежным. Вскоре он перешел к изготовлению тела накала из обугленных растительных волокон. С целью поиска подходящих материалов были снаряжены многочисленные экспедиции в разные страны, перепробованы шесть тысяч растений и проведены десятки тысяч опытов. Изобретатель исписал 40 тыс. страниц — 200 записных книжек. Фиксируя результаты опытов, Эдисон и его сотрудники работали почти круглосуточно. «Гений — это на один процент вдохновение, а на 99 — потение», — любил повторять он.

В 1878 г. Эдисон с Морганом и другими финансистами основал компанию Edison Electric Light в Нью-Йорке, которая к концу 1983 г. выпускала 3/4 всех американских ламп накаливания. Выступая с речью в канун 1878 г., Эдисон сказал: «Мы сделаем электричество настолько дешевым, что только богатые будут жечь свечи». В первый день 1980 г. на заказанных им специальных поездах три тысячи человек приехали посмотреть на сотни электрических лампочек, которые горели в лаборатории Эдисона и на окрестных дорогах; электроэнергия напряжением 110 В постоянного тока подводилась к лампам по подземным проводам. Это были лампы со сроком службы 1200 ч, нитью накала которых служило обугленное волокно бамбука, из которого в Японии делают опахала и веера.

Башня Edison Light на выставке в Чикаго в 1983 г.

В 1882 г. Эдисоном была построена первая в Нью-Йорке распределительная подстанция, обслуживающая улицу Pearl Street и 59 клиентов в Манхэттене, и основана компания Edison General Electric по изготовлению электрогенераторов, кабелей, лампочек и осветительных приборов. Отличный менеджер, Эдисон чувствовал в себе силы завоевать рынок, обеспечив быстрое и широкое внедрение своей лампы и ее конкурентоспособность. При себестоимости одной лампы 110 центов он установил ее продажную цену 40 центов. Четыре года он неуклонно добивался снижения себестоимости лампы при одновременном росте их выпуска и терпел убытки. Но за один год, когда Эдисон довел себестоимость лампы до 22 центов, а их выпуск до 1 млн штук, он с лихвой покрыл все затраты. В 1992 г. эта компания Эдисона и другие объединились в General Electric Company, ныне всемирно известную корпорацию.

В 1893 г. на Всемирной выставке в Чикаго, посвященной 400-летию открытия Америки Христофором Колумбом, эта компания обеспечила освещение в главном павильоне выставки, центральным экспонатом которой была гигантская электрическая башня Эдисона.

Война токов.

Эта «война» вскоре разгорелась между сторонниками электроснабжения постоянным и переменным током. Самыми сильными противниками Эдисона здесь были известный американский бизнесмен и изобретатель Дж. Вестингауз и гениальный серб Никола Тесла, основоположник электротехники переменного тока. Тесла стал работать у Вестингауза в 1885 г., расставшись с Эдисоном, который не разделял его предпочтения переменному току. К тому времени Эдисон уже сделал себе состояние на электростанциях и электродвигателях постоянного тока. Пусть они были сложными и неэффективными, но приносили доход, устраивающий Эдисона. А когда стали поговаривать о том, что приборы постоянного тока, кроме того, что дороги, неработоспособны уже на небольших (больше мили) расстояниях от источника энергии, Эдисон провел серию публичных выступлений и выпустил брошюру «Предупреждение», в которой предупреждал об опасности напряжения переменного тока. В 1887 г. он устроил пропагандистское шоу, в завершение которого подсоединил к генератору Вестингауза с выходным напряжением 1000 В переменного тока металлическую пластину с несколькими животными. Понятно, что с ними стало, но «пиар» в пользу постоянного тока для впечатлительных и не слишком грамотных американцев получился превосходным! Построенные Эдисоном системы обеспечения постоянным током существовали довольно долго. Например, в Нью-Йорке еще оставалось 1600 потребителей постоянного тока, когда их обслуживание в 2005 г. было прекращено. Электролитические счетчики расхода электроэнергии, предохранители с плавкими вставками, поворотные выключатели, разработанные Эдисоном, были первыми в электротехнической практике. Металлические винтовые цоколи и патроны долгое время так и назывались — «цоколи и патроны Эдисона».

West Orange.

Овдовевший в 1884 г., Эдисон в1886 г. женился на 20-летней Мине Миллер, дочери преуспевающего бизнесмена. В связи с этим событием он купил поместье в West Orange (Нью-Джерси) и организовал крупный научно-исследовательский центр с едва ли не самой большой в мире лабораторией. Здесь он организовал производство фонографов, щелочных аккумуляторов и увлекся регистрацией изображений. Кроме того, существенная часть времени Эдисона была занята производством компонентов систем электроосвещения и экспериментами по магнитному разделению руд.

Инсталляция из восковых фигур на Эйфелевой башне в Париже (слева — Т. Эдисон, справа — А. Эйфель)

Всемирная Парижская выставка 1889 г. в память столетия Французской революции явилась подлинным триумфом Эдисона, принесла ему международное признание. Его павильон занимал треть всей площади, предоставленной Соединенным Штатам. На этой выставке демонстрировалось 100 фонографов Эдисона, и к ним выстраивались длинные очереди. Желающие (по 30 тыс. человек ежедневно!) могли прослушать записи через присоединенные к аппарату длинные каучуковые трубки, напоминающие современный стетоскоп, среди них были и президенты, и коронованные особы. Одновременно запись могли слушать шесть человек. Город Париж выпустил в честь Эдисона медаль, Президент Французской республики Карно наградил его орденом Почетного Легиона, а итальянский король — Орденом Короны, что возвело Эдисона и его жену в графский титул. На Эйфелевой башне был дан торжественный обед в честь Эдисона, на котором присутствовали все знаменитости Франции. Председательствовал на нем сам Эйфель, а знаменитый композитор Шарль Гуно сочинил и исполнил кантату, посвященную этому событию. В честь Эдисона был дан спектакль в Парижской опере, он и члены его семьи были приглашены в ложу президента Франции. Газета «Фигаро» чествовала его как бывшего газетчика.

Раньше братьев Люмьер.

Дж. Истмен (слева) и Т. Эдисон, 1928 г.

В 1889 г. американец Джордж Истмен (G. Eastman, основатель компании Kodak) изобрел светочувствительную пленку шириной 1 ³/₈ " (35 мм) с двусторонней перфорацией. Эдисон применил такую пленку, установив собственный формат кадра 4:3 с шагом 3¼ "(19 мм), соответствующим четырем перфорациям. Применительно к ней были сконструированы аппарат «Кинотограф» для фотографирования с частотой 60 кадр/с и просмотровый аппарат «Кинетоскоп» с встроенным фонографом — кино Эдисона изначально было звуковым! В этих аппаратах пленка двигалась непрерывно, и видеть изображение мог только один человек, так как оно не проецировалось, а рассматривалось в кадровом окне через окуляр. В 1891 г. Эдисон установил кинетоскопы в галереях, где можно было смотреть короткие фильмы.

Киностудия «Черная Мария»

Новинка имела успех, и в 1892 году Эдисон соорудил первую в мире киностудию. Это была небольшая деревянная постройка, обитая изнутри и снаружи черным материалом. У нее было два помещения: сцена, на которой происходило действие, и аппаратная с установленным на рельсы «Кинотографом». Все сооружение могло поворачиваться на колесах так, чтобы сквозь застекленную часть крыши всегда светило солнце. За темный цвет эту студию стали называть «Черной Марией». В ней снимались короткие сюжеты — танцевальные и цирковые номера, боксерские бои, а некоторые фильмы снимались вне студии — на натуре.

Но история лишила Эдисона славы создателя кино. В 1894 г. работу «Кинетоскопа» в Париже увидел инженер Луи Люмьер, который уже в начале следующего года вместе с братом Огюстом оформил патент на «Синематограф» — аппаратуру с прерывистым движением пленки. Ее презентация в Национальной промышленной комиссии состоялась 22 марта 1895 г., а 28 декабря в Гранд Кафе на бульваре Капуцинов состоялся первый платный киносеанс, ознаменовавший рождение нового вида массового искусства.

«Витаскопический» кинотеатр

Узнав об этом, Эдисон начал срочно искать собственные технические возможности для организации массовых сеансов. Для этого ему пришлось выкупить патент на «Витаскопический» проектор, который был усовершенствованием его же изобретения. 23 апреля 1896 г. в Нью-Йоркском мюзик-холле «Костер и Биэл» состоялась первая американская публичная демонстрация «витаскопических» фильмов в сопровождении оркестра (американцы именно этот день считают началом истории кино). Затем Эдисон стал показывать кинофильмы со звуковым сопровождением фонографа, механически синхронизированного с фильмом, но успеха это не принесло. Наступило время «Великого немого» — кинематографа братьев Люмьер с форматом кадра Эдисона, но прерывистым движением пленки, который уже в июне 1896 г. появился в Америке.

Конструкция кинетоскопа Эдисона

В первом десятилетии XX века весь мир, и особенно Америку, охватил кинобум. Киноиндустрия развивалась бешеными темпами, кинофильмы снимались тысячами и приносили баснословные прибыли. Эдисона стали «выдавливать» с позиции лидера отрасли энергичные фильмодельцы, но мириться с таким положением он не хотел. В 1906 г. Эдисон построил новую киностудию, затратив по меньшей мере миллион долларов, а в 1909 г. инициировал создание Союза патентодержателей кинопромышленности, который практически монополизировал всю отрасль и получал отчисления от каждого созданного или показанного в США фильма. Поставив таким образом киноиндустрию США в полную зависимость от себя, Эдисон попытался вернуть себе и лидерство в области кинопроизводства. На его новой студии стали сниматься художественные фильмы и выпускаться журнал The Edison Kinetogram.

Однако в 1917 г. к союзу патентодержателей был применен антитрестовский закон, и Эдисон, лишенный главного рычага финансового давления на конкурентов, немедленно отозвал все инвестиции в киноиндустрию и больше кинематографом не занимался.

Но Эдисон навсегда остался сопричастным искусству кино, так как именно они с Дж. Истменом придумали кинопленку с форматом кадра 4:3, а в 1929 г. провели презентацию цветного кинематографа на такой пленке. Более того, идея Эдисона съемки с непрерывным движением пленки нашла свое применение в научных исследованиях и была реализована на практике в скоростных кинокамерах, способных снимать со скоростями сотни и тысячи кадров в секунду.

Признание.

Доска с барельефом Эдисона и списком награжденных медалью The Thomas Edison Award

11 февраля 1904 г. группой друзей и партнеров Эдисона была учреждена медаль Edison. Четыре года спустя американский институт инженеров-электриков (ныне IEEE) вступил в соглашение с этой группой, чтобы представить медаль как награду за высочайшие достижения. Первым медалью Эдисона (The Thomas Edison Award) был награжден Элиг Томсон, а в 1911 г. — Джордж Вестингауз, и с тех пор эта награда вручается ежегодно.

В октябре 1929 г. Генри Форд, один из друзей и самых известных поклонников Эдисона, организовал празднование 50-летнего юбилея электрического света, которое превратилось в апофеоз признания заслуг Эдисона с избранием его почетным членом Акустического Общества Америки (ASA). В честь этого события в США была выбита юбилейная медаль и выпущены почтовые марки с портретом Эдисона и изображением лампы. С 1930 г. Эдисон — почетный член АН СССР. Его именем названы несколько географических объектов, много компаний, учебных заведений и мемориалов, в том числе город Эдисон (штат Нью-Джерси). С 1940 по 1945 г. имя «Эдисон» носил военный корабль, а с 1962 по 1996 г. — субмарина США с ядерной установкой и баллистическими ракетами. Эдисон вошел в список «Сто самых выдающихся людей за тысячу лет», опубликованный журналом Life. В 1940 г. вышел документальный фильм о жизни и творчестве Эдисона, где он назван пятнадцатым среди самых выдающихся американцев. Конгресс США постановил 11 февраля, день рождения Эдисона, отмечать как «День изобретателя».

Бюст Эдисона у исследовательского центра Naval Research Laboratory в Вашингтоне

Эдисон был фанатиком, но не рабом труда. Он любил свое творчество, но одновременно любил музыку, особенно Бетховена, сам отлично играл на скрипке. Ежедневно умудрялся просматривать по семь-восемь газет, читал научные и литературные журналы. Из писателей больше других ценил Шекспира и Гюго. В личной библиотеке Эдисона было около 60 тыс. книг, журналов и технической литературы на французском, итальянском и немецком языках.

Большинство патентов Эдисона по своей природе относятся к электротехнике, механике или химии и не являются полностью оригинальными, так как он подписывался первым соавтором почти всех изобретений, созданных сотрудниками руководимой им лаборатории. В результате фамилия Эдисон стала брендом множества патентов, из которых 389 имеют отношение к электрическому освещению и распределению, 195 — к фонографу, 150 — к телеграфу, 141 — к аккумуляторам и батареям и 34 — к телефонии.

Эдисон прославился не только оригинальными изобретениями, но и усовершенствованиями изобретений, сделанных другими, с целью доведения их до практического применения. Его феноменальная изобретательская интуиция позволяла безошибочно следовать прогрессивным направлениям техники. Лишь иногда она не срабатывала. Так, создав в 1876 г. первый в мире передатчик и переносной приемник искровых сигналов, через 14 лет Эдисон не поверил и не поддержал канадца Фессендена, впервые предложившего использовать электромагнитные волны для организации беспроводного радиовещания, так как считал это невозможным. Кроме того, Томас Эдисон, проявляя упорный консерватизм, категорически отвергал переменный ток, о чем говорилось выше.»Певец постоянного тока «Эдисон, оглядываясь на закате лет назад, сказал, что самая большая ошибка, которую он сделал в жизни, состояла в том, что он никогда не принемал всерьез Николу Тесла и его работу.