Дэвид Эдвард Хьюз (David Edward Hughes)

Дэвид Эдвард Хьюз (в старой транскрипции — Юз) родился 16 мая 1830 года (по другим сведениям – 16 мая 1831 года) в Великобритании. Вскоре его семья переехала в США. С детства Дэвид проявлял недюжинные способности к музыке, и потому получил место преподавателя музыки в колледже Св. Иосифа в Бардстауне (штат Кентукки).

Однако всесторонне одаренный юноша увлекался и естественными науками, экспериментировал с электричеством, и с 1851 г. стал преподавать физику в том же колледже.

С 1853 г. Хьюз работал над изобретением печатающего телеграфного аппарата, в этом ему активно помогал американский изобретатель Джордж Фелпс.

Кстати, наушник конструкции Дж. Фелпса украшает центральную витрину в первой комнате нашего Музея.

В 1856 г. пишущий телеграф Хьюза был впервые применен в США. А вскоре несколько небольших телеграфных компаний объединились в одну крупную корпорацию Western Union Telegraph Co., перейдя на работу по системе Хьюза. В 1860-е годы новая телеграфная система, к этому времени уже серьезно переработанная и усовершенствованная, распространилась по всей Европе, включая и Российскую Империю, и стала международным стандартом.

Идея сконструировать буквопечатающий телеграф принадлежит не Хьюзу, их создавали задолго до него различные изобретатели, в том числе и россиянин Борис Семенович Якоби в 1850 году, однако аппарат Дэвида Хьюза оказался наиболее совершенным и эффективным среди своих аналогов.

Его устройство довольно сложно, его основные части - это клавиатура с вращающимся замыкателем и плитой с отверстиями (передатчик) и буквенное колесо или печатающая головка (приемник) (рис.1).

Рис.1. Буквопечатающий телеграф Д.Э.Хьюза.

Принципиальные отличия системы Хьюза от других печатающих телеграфов:

- вращение барабанов производится не за счет электрической энергии, а с помощью часового механизма с опускающейся четырехпудовой гирей,

- движение барабанов непрерывно, оно не останавливается на время печати буквы на бумаге.

На двух станциях синхронно, с одинаковой угловой скоростью, вращаются и барабан-передатчик, и буквенное колесо-приемник. И передаваемая телеграмма отпечатывается одновременно на обеих станциях.

В 1865 году Россия приобрела право на использование синхронно-синфазного буквопечатающего телеграфного аппарата Хьюза за 200 000 франков. В июле того же года сам изобретатель прибыл в Санкт-Петербург и провел там обучение российских телеграфистов и механиков работе по своей системе. Вскоре на линии Санкт-Петербург – Москва прошли весьма успешные испытания этой системы, и было принято решение о приобретении нового типа телеграфных аппаратов для российского телеграфного ведомства.

Аппараты Хьюза были гораздо сложнее в исполнении и, следовательно, дороже, чем простые аппараты Сэмюэла Морзе. Однако они имели два главных преимущества - передавали сообщения значительно быстрее, и работать с ними было удобнее, ведь на ленте сразу отпечатывался текст, который не надо было раскодировать по системе Морзе.

Как пишет в своей книге «Электричество во всехъ его примененияхъ»  Жорж Дари, «с помощью прибора Юза можно было передавать в минуту до 30 слов, тогда как на приборе Морзе – только 15».

И потому в России на главных линиях стали использовать в основном приборы Хьюза, а на второстепенных, внутренних линиях – более дешёвые и медленно работающие аппараты Морзе.

Широкое внедрение новой телеграфной системы обеспечило ее автору достаток - в 1857 году Дэвид Эдвард Хьюз возвратился в Великобританию и посвятил себя науке.

Тонкий музыкальный слух изобретателя во многом определил направления его деятельности: в 1877-1878 годах независимо от других исследователей Хьюз разработал угольный микрофон, ему также принадлежит авторство низкочастотных индукционных весов и сонометра – прибора для определения высоты тона звука.

Рис.2.  Угольный микрофон Хьюза.

Практически одновременно с Хьюзом угольный микрофон создали Эмиль Берлинер и Томас Эдисон. Но Хьюз начал свои работы раньше и в отличие от других патент на свой передатчик звука не оформлял, однако сам термин «микрофон» - то есть прибор, способный передать чрезвычайно слабые звуки по телефону, ввел именно он.

Микрофон Дэвида Хьюза, созданный им в 1877 году (рис.3), состоял из угольного стержня А, острые концы которого опирались на угольные брусочки С и С, и тонкой пластинки-диафрагмы К. Брусочки прикреплялись к диафрагме и были соединены проводами Х и У с батареей В и трубкой Белла (она не показана на рисунке). При колебаниях диафрагмы К во время разговора происходит изменение сопротивления контактов между брусками и угольным стержнем – следовательно, в цепи происходят такие же изменения силы тока.

Материал стержня и брусков был выбран эмпирически – сначала Хьюз проводил опыты с тремя металлическими гвоздями, и такой микрофон из гвоздей также работал! Но слышимость речи при экспериментах с углем была значительно лучше – благодаря особому свойству угля менять свою электрическую проводимость под воздействием минимальных давлений!     По сравнению с другими материалами чувствительность именно угольных микрофонов оказалась непревзойдённой!

На основе угольного микрофона Хьюза позднее было создано множество других микрофонов, причем стержни могли заменяться угольными брусками, гранулами или порошком. Угольные микрофоны в различных модификациях использовались в телефонах до конца ХХ века.

Хьюз значительно опередил своих современников-изобретателей и в другой области - в 1879 году он экспериментально наблюдал электромагнитные волны, но объяснения этому явлению дать не смог.

В феврале 1880 года Дэвид Эдвард Хьюз в своей лаборатории в Лондоне продемонстрировал свое открытие членам Королевского общества (британской Академии наук) - с помощью простой схемы, содержащей микрофон его конструкции и трубку Белла, ученый фиксировал на расстоянии в четверть мили неизвестные ранее «воздушные электрические волны», создаваемые искровым разрядом, то есть радиоволны! Ему удалось даже передавать и принимать по телефону сигналы Морзе. Но тогда ученые зрители не увидели ничего особенного в опытах Хьюза.

Пока Хьюз продолжал свои эксперименты по беспроводной телеграфии, немецкий ученый Генрих Герц в 1888 году опубликовал статью с результатами аналогичных исследований «О лучах электрической силы» – год ее выхода считается годом открытия электромагнитных волн!

Удивительно, но Генрих Герц не оценил собственное открытие и не понимал, какие возможности сулит его применение: «Мы всего-навсего имеем таинственные электромагнитные волны, которые не можем видеть глазом, но они есть».

Скромностью отличался и Дэвид Эдвард Хьюз - после публикаций Герца он счел, что заявлять о своих работах было слишком поздно. Он заявил, что эксперименты Герца были «намного более законченными, чем мои», и что «усилия Маркони … заслуживают успех, который он получил... [и]  будет правильным разместить его имя максимально высоко в области воздушной электрической телеграфии».

А между тем, за несколько лет до Герца Хьюз открыл «герцевые» волны и изобрел беспроводной радиотелеграф задолго до работ А.С.Попова и Г.Маркони.

Однако несмотря на природную скромность, Дэвид Эдвард Хьюз оказался при жизни одним из самых почитаемых ученых своего времени – он стал кавалером орденов различных стран мира: Великобритании, Франции, Италии, Австрии, Баварии, Испании, Бельгии, Сербии, Турции. Наградили его и российским Орденом Святой Анны.

В конце 1880 года Хьюз был избран членом Лондонского Королевского общества, в 1885 году награжден золотой медалью за многочисленные научные заслуги. После смерти ученого Лондонское королевское общество учредило в честь изобретателя медаль Хьюза, присуждаемую с 1902 года другим ученым «в знак признания оригинального открытия в области физики, особенно электричества и магнетизма, или их применения». (рис. 4 и 5).

Рис.3. Медаль Хьюза – аверс.

Рис.4. Медаль Хьюза – реверс.

Источники:

1. Электричество во всехъ его примененияхъ. – Жоржъ Дари. – СПб, Типография А.С.Суворина, 1903 г., стр.97-99, 150-151.

2. Телефонъ и дополнительные приборы, их устройство и применение на телефонныхъ сетяхъ. – сост.С.Гречихинъ. – Москва, Книгоиздательство П.А.Брейтигама, 1910 г., стр.16-17.

3. История электросвязи Российской Империи. – М.С.Высоков. – Москва, ЗАО РетнНет, 2010 г., стр.190-192.

4. Юз Дэвид Эдвард // БСЭ, 3-е изд. – М. : Сов. энциклопедия,– М., 1978, т.30, стр.397.

5. [Электронный ресурс] - http://ru.knowledgr.com/00532179/%D0%94%D1%8D%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%AD%D0%B4%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%B4%D0%A5%D1%8C%D1%8E%D0%B7

6. [Электронный ресурс] – Энциклопедия Брокгауза и Ефрона https://ru.wikisource.org/wiki/%D0%AD%D0%A1%D0%91%D0%95/%D0%AE%D0%B7,_%D0%94%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%B4-%D0%AD%D0%B4%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%B4

7. [Электронный ресурс] - https://en.wikipedia.org/wiki/David_Edward_Hughes

8. [Электронный ресурс] – Энциклопедия Брокгауза и Ефрона      - ЭСБЕ/Телеграфия — Викитека (wikisource.org)

9. [Электронный ресурс] – сайт Королевского общества Великобритании  -  DServe Archive Persons Show (royalsociety.org)

Урумян Тамара
экскурсовод, хранитель Музея истории телефона