Голоc через океан

      В прошлом, когда техника ещё не достигла современного уровня, обнаружить место повреждения подводного кабеля было чрезвычайно трудно. Ремонтное судно с этой целью вслепую проводило траление на больших площадях. Современными приборами место повреждения обнаруживается без труда. Даже в случае, если из кабельной линии в целях её повреждения изъята целая секция, приборы точно укажут длину секции.
      С другой стороны, казалось бы, нет смысла повреждать подводные кабели противника, а гораздо полезнее перехватывать посылаемые по ним сообщения. Однако на практике это оказывается не таким простым делом. Если и удастся перехватить сигналы, или, точнее, электрические импульсы, которые составляют передачу, их будет трудно расшифровать, так как только на конечных пунктах они соответствуют передаваемым сигналам. Как бы то ни было, современные кабельные линии не имеют специальной защиты от подслушивания. Да в ней и нет необходимости, хотя все секретные сообщения, особенно во время войны, передаются именно по подводным кабелям. Видимо, и через сотню лет подводный кабель останется самым надёжным курьером, служащим человечеству.

XIII. ПУСТЫНИ ГЛУБИН

      До появления подводного телеграфа об океанских глубинах почти ничего не было известно. Тем, кто пытался представить себе подводный мир, он казался полным тайн, населённым ужасными чудовищами, с дном, усеянным обломками кораблей и сокровищами, затонувшими в результате кораблекрушений. Морские глубины были так же далеки и недосягаемы для человечества, как и обратная сторона Луны.
      Картина изменилась, как только люди попытались проложить первые кабели в открытом море. Стало жизненно необходимым собрать сведения об этом невидимом мире, который занимает территорию более двух третей земного шара.
      Надо было узнать глубину под килем судов-кабелеукладчиков, а также характер грунта, который нередко находился на таком же расстоянии от киля, как самые высокие облака от поверхности земли. Капитаны судов должны были иметь уверенность, что кабель не повиснет, зацепившись за подводные скалы; важно было также знать, нет ли в грунте каких-либо включений, которые могут оказать влияние на нормальную работу кабеля, и можно ли будет в случае необходимости поднять его.
      К моменту, когда лейтенант Мори начал собирать материал для своей "Физической географии моря", в центральной части Атлантики было сделано только 180 замеров глубины, не считая тех, которые проводились вблизи континентов. Это объясняется отчасти тем, что в проведении замеров раньше никто не был особенно заинтересован, а отчасти тем, что спуск и подъём линя с тяжёлым грузом на конце при глубинах в несколько километров для того времени были делом трудоёмким и продолжительным. Замер глубин стал практически осуществимым только тогда, когда линь начали опускать на дно с помощью паровой лебёдки; это уже не первый случай, когда изобретение несложного механического устройства оказывает важную услугу науке.
      С 1854 года замеры глубин проводятся во всех океанах мира; в дальнейшем метод совершенствуется; пробы морского дна берут с помощью остроумно сделанных захватов и черпаков. Эти технические приспособления в настоящее время превратились в совершенные машины, которые позволяют брать образцы грунта высотой до пятнадцати метров, рисующие геологическую картину морского дна на протяжении миллионов лет.
 

 
       "Челленджер"
 

 
       и схема его плаваний в 1872-1875 гг.
      Изобретение новых приспособлений для изучения дна океанов, быстрое развитие глубоководных кабельных линий, появление в биологической науке учения Дарвина о происхождении видов - всё это вместе взятое стимулировало организацию первой крупной океанографической экспедиции - классического рейса судна "Челленджер". В период 1872-1875 годов 2306-тонный корвет с двигателем в 400 лошадиных сил обошёл все моря и океаны. Экспедиция внесла большой вклад в науку. Результаты исследований были сведены в пятьдесят массивных томов, которые и до наших дней остались наиболее полным источником информации о морских глубинах .
      Главным результатом экспедиции "Челленджера" явилась революция в представлении о жизни в океанских глубинах. Воображение обывателя могло населять морские пучины различными чудищами, но учёные в начале девятнадцатого столетия считали, что никакое живое существо не может обитать в вечной темноте, при температуре немногим выше 0°С и, больше того, под давлением в несколько сот килограммов на квадратный сантиметр.
      Экспедиция "Челленджера" доказала, что учёные ошибались. На больших глубинах, до которых никогда не опускалась рыбацкая сеть, обитали живые существа. Существа эти плотоядные, так как в глубинах, куда не проникают лучи солнца, растительность отсутствует и единственным источником питания является непрерывный дождь биологических частиц, падающих с верхних слоев океана на его дно и образующих наносные породы. Подводные глубины населяют легионы кошмарных существ - рыбы, заглатывающие жертву больше собственных размеров, фосфоресцирующие животные, прожорливые чудища с длинными щупальцами, которыми они опираются о морское дно.
      Таковы живые существа, плавающие и пожирающие друг друга рядом с тонким кабелем, несущим человеческие мысль и слово от материка к материку. И ещё одно можно сказать совершенно определённо: даже теперь мы имеем самое приблизительное представление о подводном мире. Примерно такое же представление было бы у наблюдающего жизнь земли с вертолёта, поднявшегося выше облаков.
      Дно океана покрыто слоем плотного ила; будучи поднят на поверхность, этот ил засыхает, превращаясь в твёрдые куски, похожие на глину. Он достаточно плотен, чтобы удерживать на себе тяжёлый подводный кабель, но, если последний погрузится в ил слишком глубоко, поднять кабель бывает порой невозможно.
      Отложения в виде ила состоят главным образом из мириадов скелетов мельчайших существ, известных под общим названием "планктон". Планктон играет в океане ту же роль, какую растения играют на земле, т.е. он стоит в начале, если можно так выразиться, "пищевой цепи", в конце которой находятся высокоорганизованные рыбы и даже человек.
      Скелеты мельчайших существ, содержащие известь и кремний, медленно погружаются на дно, образуя слой колоссальной толщины. В бассейне Атлантического океана этот слой достигает почти четырёх тысяч метров. Такие отложения могли образоваться не за миллионы, а за много десятков миллионов лет. Это открытие, сделанное, кстати, сравнительно недавно, положило конец легенде о затерянной стране Атлантиде, отличавшейся, по преданию, развитой цивилизацией. Оно показало, что ни один континент не мог затонуть в Атлантике позже, чем примерно 150 миллионов лет назад. Этот период характеризуется развитием на земле крупных пресмыкающихся, что, как известно, происходило задолго до появления человека.
      Бесконечное количество крошечных скелетов планктона, к которым следует добавить всё то, что крупные реки несут в океан, давным-давно покрыло поверхность дна однородным слоем. Но дно океана нельзя представлять как некую безликую и однообразную равнину; она пересечена подводными горами, покрыта трещинами и ущельями. На ней возвышаются причудливые скалы. В средней Атлантике находится крупнейшая на земле подводная горная гряда длиной около шестнадцати тысяч километров и шириной восемьсот километров. Северное подножье этого сред неатлантического горного района, открытое в 1850 году, было названо лейтенантом Мори Телеграфным плато. Примечательно то, что на плато совершенно не оказалось трещин, которые могли бы помешать прокладке кабеля.
      Большие глубины не являются помехой для прокладки кабеля, но неровности дна представляют серьёзную опасность, так как кабель, повиснув над подводным каньоном, может порваться под действием силы тяжести. Кроме того, в районах, где морское дно образует неожиданные впадины, вполне возможны землетрясения.
      Такое событие вызвало большую тревогу в Австралии в 1888 году, когда три кабеля, идущие к континенту, оборвались одновременно, и страна потеряла связь с остальным миром. Было объявлено, что кабель порван противником, и военно-морской флот срочно провёл мобилизацию, чтобы достойно встретить предполагаемого врага.
      Опасность землетрясения является единственной, которую можно предвидеть заранее. Ещё при прокладке первых кабелей делались попытки выбрать места, в которых не наблюдается вулканической деятельности. Но до недавних пор правильно определить такие места было довольно трудно, да и сейчас ещё далеко не всё ясно в этом вопросе.
      18 ноября 1929 года большое подводное землетрясение в Северной Атлантике повредило большинство кабелей между Европой и Америкой. Но они выходили из строя не одновременно, а один за другим и, казалось, что волна землетрясения прошла по всему морскому дну. Теперь полагают, что причиной повреждения кабелей был так называемый "мутный поток" - лавина перемешанной с илом морской воды, которая под действием землетрясения перемещалась со скоростью около 90 километров в час. Как бы то ни было, на ремонт кабельных линий ушло полгода, а потери компаний составили более миллиона фунтов стерлингов.
      Необычный случай, связанный с подводным кабелем, произошёл около Бальбоа в Панамском заливе в апреле 1932 года. Ремонтное судно "Олл Америка" отправилось на исправление кабеля, проложенного на глубине около 1000 метров. Причина повреждения была установлена, когда с большими трудностямя кабель подняли на поверхность. Четырнадцатиметровый спермацетовый кит запутался в кольцах кабеля, которые обвились вокруг его нижней челюсти и плавников, и был поднят вместе с ним на поверхность.
      Это весьма досадное для компании (не говоря уже о несчастном ките) происшествие в то же время позволило судить о некоторых привычках этих гигантских животных. Известно, что спермацетовые киты питаются спрутами, за которыми они охотятся в темноте, у морского дна. Но многие натуралисты слабо верили, что дышащие воздухом животные могут в поисках пищи опускаться на глубину в несколько сот метров. Может быть, этот кит установил рекорд погружения на глубину 1000 метров, а затем встретил врага, которого не смог победить, и в последующей борьбе был пленён им. Может быть, покрытый стальной бронёй кабель был принят китом за щупальцы гигантского спрута? Такая версия представляется вероятной, хотя мы никогда не сможем её уточнить. Так же, как мы всё ещё не установили, до какой глубины эти животные могут погружаться вообще и как на таких глубинах им удаётся избежать "кессонной болезни", наступление которой мешает человеку погрузиться глубже, чем на несколько десятков метров.
      Для устранения повреждений подводного кабеля существует специальный флот ремонтных судов, находящихся в состоянии готовности во всех океанах мира. Эти небольшие суда водоизмещением около 2000 тонн не предназначаются для перевозки больших грузов, в отличие от своих старших братьев - судов-кабелеукладчиков. Работа ремонтных судов весьма сложна, однообразна и подчас малоприятна, так как им нередко приходится действовать в тяжёлых штормовых условиях.
      В наши дни обнаружение места повреждения кабеля - не такое сложное дело, каким оно было во времена героической эпопеи "Грейт Истерна". Береговые станции обнаруживают нарушение связи по кабелю; место повреждения С предельной точностью определяется электрическими приборами, ремонтное судно следует к этому месту и отмечает его буями. Поднятие кабеля производится с помощью специальных захватов - грапнелей, которые подбираются в зависимости от характера морского дна. Если дно песчаное, применяются жёсткие грапнели с зубцами, свободно в него входящими; гибкая грапнель с несколькими захватами, расположенными по её длине, используется в тех случаях, когда кабель лежит на скальном грунте. На больших глубинах почти невозможно поднять кабель на поверхность целиком, так как он разрывается под тяжестью собственного веса. При такой вероятности используются так называемые "секущие и держащие" грапнели; они разрезают кабель и концы его поднимают на поверхность поочерёдно.
 
 

 

 
       Различные типы грапнелей.
       Вверху справа- приспособление для для разрезания кабеля,
       лежащего на дне океана, и подъёма его по частям.
      Специальные приборы, регистрирующие натяжение грапнельного троса, указывают, захвачен кабель грапнелями или нет. Однако вахтенный офицер нередко пользуется более примитивным методом: он садится на трос и по вибрации определяет степень его натяжения, доверяя этому способу больше, чем самым совершенным приборам. На заре авиации были лётчики, которые по вибрации кресла судили о поведении самолёта в воздухе; оказывается, экипажи кабельных судов использовали этот принцип ещё сто лет назад.
      После того как концы повреждённого участка кабеля обнаружены, дальнейший ремонт, если не мешает погода, осуществляется в установленном порядке: концы кабеля поднимают на поверхность, вставляют новую секцию и кабель снова опускают на дно. Вследствие частых ремонтов на некоторых старых кабельных линиях от первоначально проложенного кабеля осталось собственно только его направление.
      Борьба с коррозией, корабельными якорями, тралами, морскими червями и даже некоторыми острозубыми рыбами никогда не прекращается. Улучшенные кабельные материалы, о которых будет сказано в следующей главе, уменьшили опасность повреждения кабеля. Но тот, кто имеет дело с водным пространством, должен быть готов к любым неожиданностям. В море бывают случаи, которые подчас даже невозможно объяснить. Так, при прокладке кабеля через Красное море телеграфная станция на берегу приняла однажды такое сообщение: "В 8 часов 5 минут утра кабель внезапно исчез, и больше мы его не видели".Что случилось? Прокладка только началась, и кабельное судно находилось на расстоянии не более двух километров от берега, когда вытравливающий механизм вдруг заело. Судно продолжало держаться на курсе, и, несмотря на натяжение, кабель не порвало. А потом он начал разматываться и разматывался до тех пор, пока вся его длина не исчезла за кормой судна. Инженерам ничего не оставалось, как возвратиться к берегу и начать прокладку вновь, одновременно заказав недостающую длину кабеля и поздравив поставщиков кабеля с отличным качеством их продукции.

XIV. СЕРДЦЕВИНА КАБЕЛЯ

      Существует два основных материала, без которых развитие подводных кабелей было бы невозможно. Это медь, известная человечеству с начала цивилизации, и гуттаперча, впервые появившаяся в Европе за 10 лет до прокладки первой кабельной линии через Па-де-Кале. Медь в чистом виде или в виде её сплава - бронзы - была первым металлом, который человек научился обрабатывать. В течение тысячелетий высоко ценились механические качества меди, и только в наши дни получили всеобщее признание электрические свойства этого металла. Лишь серебро является лучшим, чем медь, проводником электричества (примерно на 10%), но использовать серебро в качестве проводника, разумеется, неэкономично.
      Однако по крайней мере один раз этим обстоятельством пренебрегли. Во время изготовления атомной бомбы в США возникла необходимость, для разделения изотопов урана, сконструировать крупнейший электромагнит, имеющий более тридцати метров в поперечнике. Если бы сделать обмотку электромагнита из меди, запасы этого жизненно необходимого дефицитного металла в стране заметно бы сократились. Тогда и был предложен оригинальный выход: воспользоваться для этой цели государственными запасами серебра, тем более, что его сохранность в случае применения для магнита обеспечивалась столь же надёжно, как и в подвалах государственного банка. Итак, казначейство Соединённых Штатов выделило более 15 тысяч тонн серебра для изготовления обмотки электромагнита; 99,9% этого количества вернулось обратно в подвалы банков, когда разделитель изотопов был демонтирован  .
      К счастью для электротехники и связи, медь дешевле серебра. И всё-таки телеграфным компаниям вот уже более ста лет постоянно приходится бороться с ворами, которые расхищают провода и кабель. Ещё в 1823 году Фрэнсис Рональдс, чей примитивный телеграф уже упоминался нами, предвидел возможность хищения и перепродажи кабеля, а потому уже тогда давал советы, как поступать с лицами, которые будут замечены в этих злодеяниях: "Помещайте кабель в глубоких траншеях, чтобы его было труднее обнаружить; в случае же умышленного повреждения кабеля, вешайте нарушителей, если вам удастся поймать их; проклинайте, в случае, если они ускользнут от вас, и в обоих случаях немедленно ремонтируйте кабель".
      Когда конструировался первый трансатлантический кабель, никто не предполагал, что на электропроводность меди оказывает влияние наличие в ней примесей. От поставщиков требовалась медная проволока заданного диаметра, обладающая достаточной гибкостью. Главное, чтобы металл удовлетворял этим требованиям, остальное не принималось во внимание. Медь как медь, чего же больше?!
      Но не так относится к меди инженер-электрик, в частности связист. Для него медь с вкраплением мышьяка или серы не лучший проводник, чем железо. В наше время можно зайти в магазин радио- или электротоваров и купить медную проволоку, не задумываясь о её качестве: она окажется химически более чистой, чем та, которую викторианские учёные получали в лабораториях. Провод, который перенёс первое телеграфное сообщение через Атлантику, был бы с возмущением отвергнут современным конструктором.
      Научиться передавать электрические сигналы в желаемых направлениях с минимальными потерями на сопротивление - лишь часть проблемы. Обеспечение надёжной изоляции было на заре телеграфа едва ли не более сложным делом, и кто знает, как бы промышленность вышла из положения, если бы в то время не открыли гуттаперчу.
      Строго говоря, гуттаперча не является изолятором в полном смысле слова (абсолютных изоляторов не существует) - она просто очень плохой проводник. На языке цифр электропроводность гуттаперчи в 10 21раз меньше, чем электропроводность меди. Это значит, что через квадрат гуттаперчи со стороной, равной полумиллиону миль, можно пропустить такое же количество тока, как через медный проводник с площадью поперечного сечения в один квадратный дюйм (берутся образцы одинаковой толщины) .
      Гуттаперча как понятие ближе нашим предкам, чем нам, ибо теперь она повсеместно заменяется современными синтетическими материалами. Сок каучукового дерева, найденного в джунглях Малайи, Борнео и Суматры, появился в Европе в 1843 году и сразу же привлёк внимание своими необычными свойствами. Вскоре этот первый естественный пластик нашел широкое применение. В отличие от резины, он неэластичен и затвердевает при комнатной температуре. Однако в горячей воде он становится податлив, как мастика, а будучи охлаждён, вновь затвердевает. Это свойство позволило придавать гуттаперче желаемую форму. В пятидесятых годах прошлого века на рынке появились различные изделия из гуттаперчи - куклы, домашняя посуда, слуховые трубки, подушечки для иголок, письменные приборы, шахматы "небьющиеся, если даже их бросать на землю", спасательные круги. "Каждый эмигрант должен иметь спасательный круг, а если рейс окончится благополучно, из спасательного круга можно сделать подошвы для обуви".
      Довольно любопытно, что гуттаперча впервые была применена для неэлектрической связи на расстояние. Из неё изготавливали так называемые переговорные трубки. Нельзя без улыбки читать рекламные объявления тех дней:
       "Маленькие и дешёвые Железнодорожные Переговорные Трубки позволяют партнёрам во время путешествия вести разговор легко и приятно, невзирая на шум, производимый идущим поездом. Разговаривать можно нежным шёпотом, так, чтобы даже соседи не слышали, о чём идёт речь. Переговорные трубки занимают мало места, легко сворачиваются в кольцо и свободно умещаются даже в шляпе".
      И в связи с этим надписи в конных омнибусах:
       "Приказание, которое кондуктор омнибуса отдаёт кучеру в мягком тоне, экономя энергию лёгких, будет более отчётливо понято последним".
      Я понимаю, конечно, что теперь трудно представить себе лондонского кондуктора, говорящего в " спокойном и мягком тоне"даже через гуттаперчевую трубку.
      Тем не менее, некоторые врачи утверждали, что используют это изобретение довольно успешно. Один из них писал: "Я провёл переговорную трубку от входной двери до кровати и имею возможность переговариваться со своими пациентами, приходящими в ночное время, не открывая окон, а значит, и не рискуя простудиться на холодном ночном воздухе". (Ох уж этот "холодный ночной воздух"! Как его боялись наши предки!)
      Но всё это, безусловно, нельзя было назвать применением гуттаперчи для средств связи. Великий Фарадей был первым, кто понял, что новый материал может помочь решению проблемы электрической изоляции в воде. Попытка применить в качестве изоляции резину не принесла желаемого результата, так как она быстро поддавалась разрушению. Первый кабель, проложенный в 1850 году через Па-де-Кале, был лишь изолирован гуттаперчей. Он не был бронирован и по виду больше походил на обычный провод, чем на кабель. Все последующие кабели на протяжении почти ста лет изолировались именно этим материалом или его разновидностями  . И так продолжалось вплоть до тридцатых годов, когда на сцене появился совершенно новый изоляционный материал, причём появился именно тогда, когда электротехника более всего в нём нуждалась.
      Долгое время компании по производству подводного кабеля пытались улучшить качество изоляции, которую создала природа, и кое-что в этом направлении им удалось сделать. Но в 1933 году группа учёных английского концерна "Империал Кемикал Индастриз", которая работала в отличной от связи области, открыла материал с такими высокими изоляционными качествами, какими не обладало ни одно природное вещество, применяемое для изоляции. Это открытие оказало существенное влияние на развитие средств связи и внесло много изменений в наш повседневный быт.
      Учёные-химики взяли дешёвый природный газ этилен - С 2Н 4- и подвергли его сжатию под давлением более тысячи атмосфер (столь большого давления не бывает даже на океанских глубинах). Результат оказался поразительным. Невидимый газ превратился в воскообразную массу и, когда давление сняли, остался в виде этой массы. Консистенция её не изменилась. Новое, не существовавшее доселе вещество назвали полиэтиленом.
      Промышленное производство полиэтилена началось тогда, когда в нём возникла наибольшая потребность, а именно в период второй мировой войны. Полиэтилен понадобился в качестве изоляционного материала для кабелей, входящих в состав различных радиоустановок и, в частности, радиолокационных устройств.
      В то время полиэтилен ценился очень высоко, и способ его производства держали в глубокой тайне. В годы войны англичане обнаружили и разбомбили единственный полиэтиленовый завод в Германии. Да и не только в Германии - этот небольшой завод являлся единственным в мире производителем полиэтилена, причём поставлял его как союзникам, так и противникам Германии.
      Сегодня полиэтилен известен каждому в виде упаковки для предметов гигиены, небьющихся контейнеров, прозрачных мешков и т.п. Мы делаем из полиэтилена гораздо больше вещей, чем в своё время викторианцы из гуттаперчи. Но, кто знает, может быть, наши потомки будут с таким же недоумением взирать на изделия из полиэтилена, с каким мы смотрим на сделанные в прошлом веке гуттаперчевые переговорные трубки и спасательные круги для эмигрантов.

***

      Немного о полиэтилене. Попытки превратить природный газ этилен путём полимеризации в высокомолекулярные продукты делались ещё в прошлом веке. В 1884 г. русский учёный Г.Г. Густавсон осуществил полимеризацию этилена под воздействием бромистого алюминия. Однако на протяжении последующих 50 лет удавалось получать только низкомолекулярные полимеры этилена (молекулярный вес 100-500) - густые жидкости, похожие на смазочные масла. Лишь к 1936 г. английский исследователь Е. Фосетт и советский учёный А.И. Динцес получили твёрдые высокомолекулярные полимеры этилена.
      Первый километр кабеля с полиэтиленовой изоляцией был изготовлен в Англии в 1939 г. Это был опытный подводный кабель связи. С 1940 г. полиэтилен стал применяться для изоляции радиочастотных кабелей. В настоящее время полиэтилен широко внедрён в производство многих видов кебельных изделий - магистральных и местных кабелей связи, силовых и контрольных кабелей, кабелей для сигнализации и блокировки, монтажных проводов.
      Полиэтилен обладает редким сочетанием весьма хороших физико-механических, химических и электроизоляционных свойств. Это обстоятельство и обусловило использование полиэтилена в самых разных отраслях промышленности, сельского хозяйства и в быту.
      Значительная часть производимого полиэтилена перерабатывается на плёнки толщиной 0,01-0,1 мм, используемые в качестве упаковочного материала для хранения веществ, боящихся увлажнения или, наоборот, высыхания, например удобрений, хлопка, силикагеля, пищевых продуктов, а также различных деталей, аппаратов, инструментов с целью защиты их от коррозии; эту плёнку используют при изготовлении воздушных шаров и аэростатов для полётов в стратосферу.
      Из полиэтилена изготовляют всякого рода небьющиеся сосуды бытового и технического назначения, отличающиеся прочностью и небольшим весом. Водопроводные трубы из полиэтилена легче стальных, совершенно не подвержены коррозии, не лопаются при замерзании в них воды. Освоено литьё из полиэтилена не только отдельных деталей, но и целых приборов и аппаоатов. Из полиэтилена изготовляются медицинские инструменты. Он применяется в пластической хирургии и протезной технике.
      Раньше полиэтилен получали, ведя реакцию при температуре около 200°С и давлениях 1500-3000 атмосфер. Начиная с 1954 - 1955 гг., полиэтилен научились получать также и при весьма малых давлениях (от атмосферного до нескольких десятков атмосфер) и температуре не более 100°С.
      Темпы роста мирового производства полиэтилена необычайно высоки. Если в 1943 г. было произведено 900 т полиэтилена, то через 10 лет его выпуск возрос в 90 раз и достиг в 1953 г. 82000 т. Ещё через 10 лет, в 1963 г., объём производства полиэтилена составил более полутора миллионов тонн, т.е. почти в 2000 раз превысил выпуск 1943 г. В недалёком будущем ежегодное производство полиэтилена превысит 4 млн. т.
       Д. Шарле

XV. ПРОВОДА НАЧИНАЮТ ГОВОРИТЬ

      Утром 4 августа 1922 года вся система телефонной связи в Соединённых Штатах и в Канаде на одну минуту была выключена в знак прощания с человеком, который дал ей жизнь и которого в этот момент опускали в могилу на мысе Бретон, в Новой Шотландии, в Канаде.
      Телефон, видимо, был последним, так сказать, "несложным", но потрясшим мир изобретением. "Несложным" потому, что его изготовление было под силу любителю, располагавшему весьма ограниченным набором материалов. В те времена толковали, что если бы Белл хоть что-нибудь понимал в электротехнике, он и не пытался бы создать такой нелепый прибор.
      Но это и неверно и несправедливо. Белл знал, что делал, хотя и удивился, что достиг результата столь простым способом. Если бы мы попытались перенестись на сотню лет назад и представить, что наш уровень знаний соответствует тому времени, каждый из нас решил бы, что для передачи речи на большие расстояния, если это вообще возможно, требуется очень сложное оборудование.
      Человеческая речь - весьма сложный комплекс сигналов, гораздо сложнее, чем обыкновенные точки и тире, используемые в телеграфном коде. Грэхем Белл знал это лучше других, так как был, так же как и отец его и дед, профессором ораторского искусства.
      Когда мы говорим, в окружающей среде - воздухе - возникают краткие или продолжительные колебания, так называемые звуковые волны. Частота колебаний этих волн охватывает очень широкий диапазон. Нормальная речь содержит частоты от 50 периодов в секунду, или герц, что соответствует глубокому басу, до 5000 периодов, соответствующих высокому сопрано, - иными словами, человеческий голос охватывает диапазон от единицы до ста или почти семь октав  .
      Более того, речь не содержит ни одного звука в чистом виде, какой, например, издаёт камертон или струна скрипки. Человеческий голос состоит из комплекса звуков различных частот, одновременное звучание которых придаёт ему индивидуальность, или тембр. Мы узнаём друг друга по голосу, ибо наши уши в состоянии воспринимать и различать все эти частоты так же, как благодаря нервным окончаниям нёба мы различаем вкус бренди, молока или пива. Если бы люди изъяснялись друг с другом посредством "чистых тонов", они давно нашли бы способ обмениваться информацией на расстоянии так же быстро, как мы это делаем теперь. Правда, тогда говорящие не могли бы определить по голосу, с кем они разговаривают.
      Любой метод передачи человеческой речи на расстояние требует, чтобы из одной точки в другую без искажений транслировалась довольно широкая полоса частот. К счастью для инженеров связи, мы можем при передаче нормальной человеческой речи понимать друг друга и узнавать голоса, не используя самых нижних и самых верхних частот, ограничивая полосу частот пределами от 200 до 2000 герц   .
      В том случае, если нам требуется очень точное воспроизведение голоса, что вряд ли необходимо для телефонных разговоров, мы прибегаем к воспроизведению нижних и верхних частот.
      Хотя изложенное выше и представляет в настоящее время лишь исторический интерес, всё же стоит отметить, что человеческая речь может быть передана на довольно большое расстояние чисто механическим способом, без применения электричества. Мы уже упоминали о переговорных трубках, которые, хотя и в ограниченном количестве, до сих пор применяются в машинных отделениях судов и ещё кое-где. В восьмидесятых годах в тщетной попытке конкурировать с изобретением Белла на сцену выступил "проволочный телефон". Он иногда встречается и сейчас в виде детской игрушки, но и только. Такой телефон изготовлялся из пары лёгких и тонких диафрагм, соединённых металлическим проводом. Под действием звука диафрагма вибрировала, и речь передавалась по проводу, который не обязательно туго натягивать и можно прокладывать по земле и под водой. Считалось, что передача речи возможна на расстояние до пяти километров, однако практически оно ограничивалось пятьюстами метрами.