«Блестящий ум доктора Зворыкина
не может ждать других; он никогда
не останавливает своей
созидательной деятельности. Его
вклад в прогресс RCA и электронику
в целом невозможно измерить»
Давид Сарнов
Русский инженер, член американского Национального зала славы изобретателей, обладатель высшей награды США в области научных исследований – Национальной научной медали США, премии Морриса Либманна, медалей Ламме, Эдисона, Фарадея и Румфорда, итальянского ордена «За заслуги» и французского ордена «Почетного легиона» Владимир Козьмич Зворыкин известен во всем мире как изобретатель черно-белого и цветного телевидения и телевещания. Однажды увлекшись идеей фотоэлектрического излучения и телевидения, Владимир Козьмич довел ее реализацию до победного конца, приобретя уже при жизни заслуженную славу и популярность.
О том, как Зворыкин смог реализовать свою идею на практике, его жизни и профессиональной деятельности мы рассказывали в одной из публикаций. В этой же статье американский инженер русского происхождения предстанет больше не как основоположник телевидения, а автор других, не менее значимых и талантливых изобретений в области медицины, биологии и военного дела – ведь, кроме телевидения, Владимир Козьмич запатентовал еще более 120 различных разработок.
Первые шаги в электротехнике
Владимир Козьмич Зворыкин родился в Муроме 30 июля 1889 года в семье купца первой гильдии, который занимался торговлей хлебом, пароходством и финансовой деятельностью.
С ранних лет у Володи обнаружился интерес к электротехнике – на пароходах отца он служил юнгой, занимаясь починкой и обслуживанием электрического оборудования.
Закончив реальное училище, решил углубиться в эту тему, поступив сначала в Санкт-Петербургский университет, из которого почти сразу же перевелся на электротехнический факультет Петербургского технологического института на специальность «электротехника». В институте будущий создатель телевидения увлекся разработками своего преподавателя Бориса Розинга – изобретателя телевизионной системы и работал над ними какое-то время, кроме того, занимался исследованием рентгеновских лучей во время стажировки во Франции под руководством физика Поля Ланжевена.
В 1912 году Зворыкин закончил институт. В годы Первой мировой войны он отправился на фронт, служил сначала в телеграфных войсках Русской императорской армии, потом был отправлен в Офицерскую электротехническую школу в Петрограде, заведующим учебной частью который был профессор Илья Муромцев. Он заметил усердие и талант молодого инженера и помог ему устроиться на работу на завод Русского общества беспроволочных телеграфов и телефонов РОБТиТ.
Работа в Westinghouse Electric Corporation и RCA
Когда произошел Октябрьский переворот 1917 года, и советская власть потребовала от Зворыкина вступить в ряды Красной Армии, он воспринял эту информацию без особого энтузиазма – больше всего на свете он хотел продолжать заниматься электротехникой, совершенствовать свои теоретические и практические навыки в этой сфере, а не принимать участие в военных действиях: «Мне не хотелось участвовать в гражданской войне. Более того, я мечтал работать в лаборатории, чтобы реализовать идеи, которые я вынашивал. В конце концов, я пришел к выводу, что для подобной работы нужно уезжать в другую страну, и такой страной мне представлялась Америка».
В 1919 году Владимир Козьмич эмигрирует в США, где сначала, из-за незнания английского языка, занимался бухгалтерской работой в русском посольстве, а потом, изучив английский и заручившись поддержкой эмигранта из России – электротехника, изобретателя лампы накаливания Александра Лодыгина стал сотрудником отдела радиоламп знаменитой американской компании «Вестингауз электрик» (Westinghouse Electric Corporation) в Питсбурге, штате Пенсильвания.
Зворыкин мечтал продолжить свои исследования в сфере телевидения неоднократно обращался с этим вопросом к руководству фирмы. Однако всегда получал неизменный отказ – в них не видели коммерческой пользы. В 1923 году он успешно продемонстрировал передачу изображения на расстояние, однако это не изменило мнения начальников, которые прозрачно намекнули, чтобы он не тратил время на телевизионные исследования, а сосредоточился на других разработках.
Кстати, даже тема дипломной работы ученого в Питсбургом университете, который он закончил в 1926 году, была посвящена не телевидению, а исследованию фотоэлементов и их совершенствованию.
Однако Зворыкина не остановило сопротивление руководства компании. В 1923 году он подал патентную заявку сначала на иконоскоп (передающую трубку телевизора), а затем в 1924 году – на кинескоп (принимающую трубку телевизора) – две главные рабочие составляющие телевизионной системы, патенты на которые получил значительно позднее.
Возобновление интереса руководителей «Вестингауз электрик» к предложениям русского инженера в области телевидения произошло в конце 1920-х годов, когда разработками в этой области стали целенаправленно заниматься в Европе и СССР. В 1926 году ученого назначили главой группы, которая занялась созданием передающей камеры и кинескопа. В 1928 году Владимир Козьмич изобрел цветное телевидение и собрал свой первый кинескоп с электростатическим фокусом. В 1929 году было собрано шесть прототипов первых телевизоров.
В январе 1929 года ученый познакомился с эмигрантом из России – вице-президентом компании «Радиокорпорейшн оф Америка» (RCA) Давидом Сарновым. Последний, будучи восхищен задумками и талантом соотечественника, пригласил его на работу в свою компанию. В дальнейшем Сарнов ни разу не пожалел о своем выборе, считая Владимира Козьмича личностью с непревзойденным умом и огромной созидательной активностью: «Блестящий ум доктора Зворыкина не может ждать других; он никогда не останавливает своей созидательной деятельности. Его вклад в прогресс RCA и электронику в целом невозможно измерить».
Зворыкин принял предложение вице-президента RCA и в 1929 году стал директором лаборатории электронных исследований компании, продолжив свои разработки в области телевидения. В 1931 он успешно испытал усовершенствованную передающую телевизионную трубку – иконоскоп, которая накапливает электрические заряды на мозаичном фотокатоде, а в 1932 году провел первую телетрансляцию.
В скором времени RCA наладила изготовление телевизоров с иконоскопами и кинескопами русского инженера – сначала телевизионные передачи смотрели только жители Нью-Йорка в пределах 100 км, затем телевидение распространилось по территории всей Америки, в Европе и СССР.
Сканирующий электронный микроскоп
Подробнее о работе Зворыкина в сфере телевидения и телевещания можно прочитать во множестве посвященных этому статей. Мы же более пристально рассмотрим другие изобретения Владимира Козьмича, которые являются не менее интересными и талантливыми с точки зрения технического решения: сканирующий электронный микроскоп, разработки в области военного дела, медицины и даже автомобилестроения.
Почетное место среди них занимает сканирующий электронный микроскоп. Вопросом электронной микроскопии русский эмигрант заинтересовался в конце 30-х годов прошлого века перед Второй мировой войной. За день до ее начала, 31 августа 1939 года, он прочитал доклад на эту тему на международной конференции в городе Данди в Шотландии.
Вернувшись в Америку, ученый полностью сосредоточился на разработке электронного микроскопа, возглавив группу инженеров в составе Л. Мартона, А. Вэнса, М. Банка и Дж. Бендера. Любопытный момент – макет сканирующего электронного микроскопа для Зворыкина разработал в рекордно короткие сроки – за три с хвостиком месяца будущий вице-президент и ведущий научный сотрудник RCA Джеймс Хильер, который был в ту пору аспирантом и занимался научной работой на тему электронной микроскопии под руководством Владимира Козьмича. Позднее, вспоминая о встрече с русским инженером, Хильер рассказывал о том, как его поразили практическая направленность Зворыкина и его решительность и напор – он не стал ходить вокруг да около, обсуждая теорию, а сразу перешел к делу, предложив собрать электронный микроскоп по разработанной им схеме.
В середине 1941 года сканирующий электронный микроскоп для прикладных исследований был собран, а в 1942 году передан в производство. В 1943 году был разработан и малогабаритный электронный микроскоп, обладающий высоким разрешением, ясностью и четкостью изображения.
Увлеченный темой использования своего изобретения для выполнения различных задач: изучения поверхностей, в металлографии, для химического анализа и т.д. в первой половине 1940-х годов Зворыкин написал и опубликовал целый ряд статей по электронной микроскопии, а в 1945 году выпустил вместе со своими подчиненными фундаментальное исследование «Электронная оптика и электронная микроскопия».
В своих статьях Владимир Козьмич писал: «Электроны играют роль света, и благодаря их более коротким длинам волн становится возможным различать детали и объекты в двадцать — пятьдесят раз более мелкие, чем это возможно при использовании светового микроскопа». За теоретические выкладки, касающиеся плюсов от использования электронных микроскопов, а конкретно – «За выдающийся вклад в представление о свете» Зворыкин получил в 1941 год медаль Румфорда Американской академии искусств и наук.
В чем же заключалось новаторство сканирующего электронного микроскопа, который изобрел «отец телевидения»? Это был микроскоп, наиболее близкий к современному, с потенциалом +800 В, с заземленным катодом и скоростью электродов до 10 кэВ. Он состоял из трех основных элементов: электро-оптической колонны, камеры, где располагался образец, и выключаемой вакуумной системы.
До Зворыкина ученые тщетно пытались добиться четкости изображения в микроскопе – при сужении диаметра луча меньше одного микрона ток становился очень маленьким и вместо подробного четкого изображения получались сплошные помехи. Чтобы решить проблему, Владимир Козьмич предложил двойное преобразование «электроны-фотоны-электроны», значительно снизив скорость сканирования и уменьшив за счет этого количество шума. Единственное неудобство предложенного ученым режима медленного сканирования, заключалось в том, что изображение нельзя было увидеть непосредственно в процессе наблюдения – его записывали отдельно факсимильным аппаратом.
Бортовые устройства для попадания в цель и приборы ночного видения
Помимо изобретения сканирующего электронного микроскопа, в годы Второй мировой войны «отец телевидения» сделал несколько значимых разработок в военной сфере. Из-за войны правительство США издало постановления о необходимости сосредоточиться на изобретениях не гражданского, а военного назначения. Поэтому в мае 1941 года руководство компании RCA приняло решение временно приостановить деятельность по выпуску телевизоров и заняться военными разработками. С этой целью лаборатории фирмы объединили в одну радиолабораторию.
В 1942 году Зворыкин занял должность исполнительного директора лаборатории. А когда Америка вступила в войну, был включен в состав Артиллерийского консультативного комитета по управляемым ракетам и подкомиссий Национального комитета по оборонным исследованиям.
Лаборатория под руководством русского инженера разработала телевизионные бортовые устройства для управления ракетами, которые обеспечивали точное попадание в цель, приборы радиоконтроля за точностью орудийной стрельбы, приборы ночного видения: снайперскоп и снуперкоп.
Аппаратура по управлению ракетами с помощью бортовых телевизионных устройств была создана лабораторией Владимира Козьмича в ноябре 1941 года – конце 1942 года. Были разработаны такие телевизионные устройства наведения, как «Block», «Ring» и «MIMO». Система «Block» предназначалась для легких ракет, коррекция наведения которых производилась по радио по траектории скользящего пуска. Система «Ring» включала в себя передающие камеры высокого разрешения и предназначалась для разведки. Система «MIMO» действовала по принципу, схожему с принципом работы системы «Block», однако отличалась использованием малогабаритной передающей камеры.
Для разработки приборов ночного видения: снайперскопа – электронного прицела для стрелкового оружия, благодаря которому цель видна в темноте, и снуперскопа, обеспечивающего инфракрасную подсветку для танков и автомобилей в темноте, Зворыкин взял за основу изобретенные им ранее электронно-оптические преобразователи (ЭОП), которые обладали высокой чувствительностью к инфракрасному излучению.
Представители Вооруженных сил США одобрили изобретения русского инженера и оснастили стрелковое оружие, боевую и транспортную технику американской армии разработанными им устройствами.
Изобретения в области медицины и биологии
В 1947 году русского инженера назначили вице-президентом и техническим консультантом лаборатории RCA, а в 1954 году, когда он вышел на пенсию, избрали на пост почетного вице-президента компании.
Выход на пенсию был воспринят Владимиром Козьмичом как возможность заняться разработкой электронной аппаратуры для медицины и биологии: приборов для медицинско-биологических исследований и диагностики.
В 1954-1962 года Зворыкин был директором Центра медицинской электроники Института медицинских исследований Рокфеллера, затем – председателем группы по медицинской электронике Института радиоинженеров, основателем и президентом Международной федерации инженеров-специалистов по медицинской и биологической электронике.
Результатом его работы в сфере медицины и биологии стало изобретение микроскопа для изучения химических реакций, происходящих в живых клетках, миниатюрной радиопилюли-таблетки для зондирования пищеварительного тракта пациента, приборов, помогающих проводить медицинскую рентгеновскую и радиоизотопную диагностику и др.
Кроме медицины и биологии, наш соотечественник обращался ко многим другим сферам. Он разработал модель автоматического автомобиля, электронные устройства для изучения общественного мнения и предсказания погоды, в частности, поведения смерчей, читающий прибор для слепых. Идеи Зворыкина были использованы для создания фотоэлектронных умножителей и электронно-оптических преобразователей, для съемки поверхности Луны и телевизионной связи космических аппаратов с Землей.
Зворыкин в памяти потомков
Автор множества изобретений, уважаемый в Америке и у себя на Родине инженер Владимир Козьмич Зворыкин умер 29 июля 1982 году накануне своего 93-летнего юбилея. Знаменитый русский изобретатель, «отец телевидения» был похоронен на кладбище города Принстона.
В России помнят и чтут своего великого соотечественника – его именем навали одну из улиц города Гусева в Калининградской области, улицу в Сколково, памятник ученому установили у усадьбы Зворыкиных (в настоящее время Муромский историко-художественный музей) и на берегу Останкинского пруда у телецентра Останкино в Москве, а в июле 2013 года в России Национальная ассоциация телерадиовещателей при поддержке Роспечати учредила премию имени Владимира Зворыкина за достижения в области развития телевидения!
Источники:
- www.ria.ru/20190730/1556963904.html –Биография Владимира Зворыкина
- www.habr.com/ru/post/409141/ – Как ловили электроны: таймлайн развития электронной микроскопии
- www.biography.wikireading.ru/197282 – Зворыкин
- www.scientificrussia.ru/articles/vladimir-zvorykin – Владимир Зворыкин
- www.avo.ru/zvorykin-vladimir-kuzmic – Зворыкин Владимир Кузьмич
- www.stimul.online/articles/innovatsii/istoriya-televizionnogo-uspekha/ – История телевизионного успеха
- www.library.istu.edu/hoe/personalia/zvorykin.pdf – Владимир Кузьмич Зворыкин
