Несмотря на поражение в патентной войне за телефон, изобретатель Элиша Грей не сдался и придумал способ передавать изображения по проводам - задолго до появления интернета и даже факса.
Летним вечером 1884 года известный вашингтонский юрист Бойд Крамрайн встречался в своём доме с одноклассником по бриджпортской высшей школе Генри Беннетом. Неразлучные когда-то друзья, выбравшие после окончания школы каждый свой путь в жизни, сидели за рюмкой хереса в гостиной Крамрайна и вспоминали далёкий 1860 год - год выпуска. Год, когда они покинули Бриджпорт и продолжили своё образование в высших учебных заведениях. Крамрайн - выходец из богатой семьи поступил на юридический факультет университета Джефферсона, а Беннет стал изучать богословие в колледже Оберона. Ныне Беннет - вице-президент университета Фриска с удовольствием напоминал Крамрайну о школьных забавах и товарищах по классу.
"Послушайте, друг мой, - обратился к Беннету Крамрайн. - Не знаете ли вы, что стало с Элишей Греем? Ведь мы с ним были так дружны в школе. Кажется, он вместе с вами поступал в Оберон?"
Крамрайн спрашивал о "третьем мушкетёре" дружной школьной команды - Элише Грее. Грей был из небогатой семьи, изо всех сил старавшейся дать своему отпрыску достойное образование. Чтобы заработать денег на колледж, ближе к выпуску Грею приходилось подрабатывать подмастерьем местного столяра. Несмотря на столь различное положение родителей, школьная троица была не разлей вода.
Беннет с удивлением воззрился на школьного друга. "Погодите, - ответил он, - неужели вы хотите сказать, что не знаете, кем стал Элиша Грей?! Разве Вам не известно, что Элиша - подлинный изобретатель телефона Белла, ныне успешный бизнесмен, миллионер, проживающий в фешенебельном пригороде Чикаго и один из двух граждан США, награждённых орденом Почётного легиона Франции?"
Теперь настал черёд удивляться Крамрайну. "Что?! - воскликнул он. - Я, конечно же, читал в газетах об изобретениях и успехах Элиши Грея. Но у меня и в мыслях не было, что это мой школьный товарищ, подрабатывавший когда-то подмастерьем столяра!"
Тремя годами позже Бойд Крамрайн описал эту встречу в статье, опубликованной в газете Washington Report. Экземпляр этой газеты он переслал Беннету, который, будучи проездом в Хайлэд Парк (пригород Чикаго), передал её Элише Грею.
Чуть позже Крамрайн получил от Грея письмо. "Мой дорогой друг! Замечательно, что Вы с теплотой вспоминаете наши школьные годы. Я, как и раньше, в школе, посвящаю всё своё время науке и технологиям. Сейчас я работаю над изобретением, которое называю "телеавтограф" (telautograph). Это машина, способная, подобно телеграфу, передавать на расстояние рукописный текст. Например, Вы сможете поставить свою подпись на банковском счёте, находясь за сотни миль от банка".
Так, очень кратко, в письме своему школьному товарищу гениальный изобретатель Элиша Грей рассказал о приборе, ставшем для него своеобразным реваншем в телефонной патентной войне, сделавшим его богатым и ставшим прообразом современных факсимильных аппаратов.
Патентная война
Судьба порой испытывает людей на прочность самым неожиданным образом.
11 февраля 1876 года патентный поверенный Элиши Грея подал в Патентный офис США заявку на изобретение аппарата, передающего голос на расстояние по проводам. Тремя днями позже, 14 февраля, Грей дополнил ранее поданную заявку подробнейшими чертежами, описывающими работу телефонного аппарата с жидкостным микрофоном.
И надо же такому случиться, что именно в этот день в Патентный офис США поступила заявка на аналогичное устройство разработки Александра Грэхема Бэлла.
Схема телефона с жидкостным микрофоном, поданная Элишей Греем
Позже адвокаты Бэлла будут доказывать, что документация на изобретение телефона была разработана несколькими месяцами ранее и не оформлялась в США по причине того, что ожидала оформления в Британском патентном бюро (в Европе также было несколько изобретателей, претендующих на телефонное первенство).
19 февраля господин Уилбер - ведущий патентный эксперт США приостановил на девяносто дней рассмотрение обеих заявок. Причиной приостановки стала необходимость доказательства Александром Бэллом своего первенства в разработке принципов жидкостного микрофона, который, как и в патенте Грея, фигурировал в качестве основного компонента телефона. Некоторое время чаша весов правосудия склонялась в сторону Грея - адвокаты Бэлла не готовы были предоставить необходимые доказательства. 26 февраля Бэлл лично посетил эксперта Уилбера и продемонстрировал ему зарегистрированный годом ранее патент выключателя, основным компонентом которого была ртуть (именно эта жидкость фигурировала в телефонной заявке Бэлла). Ход был рискованным. На самом деле ртутный выключатель не имел ничего общего с жидкостным микрофоном. Тем не менее Уилбер удовлетворился этим "доказательством". 29 февраля исправленная заявка Бэлла на изобретение телефона вновь принимается к рассмотрению, и 7 марта на неё выдается патент. 9 марта Бэлл возвращается в свою лабораторию в Бостоне, и вместе с коллегой Уотсоном они делают прототип жидкостного микрофона по чертежам Элиши Грея. Именно с его помощью и создаётся первый работающий прототип телефона, по которому и были переданы знаменитые слова: "Мистер Уотсон, идите сюда, я хочу видеть вас". Таким образом, фактическая проверка уже зарегистрированного патента Бэлла была выполнена с использованием технологии его конкурента Грея.
Элиша Грей, конечно же, подал протест, объявив патентную войну Бэллу. В ходе длительных судебных разбирательств было выяснено, что патентный эксперт Уилбер пошел на должностное преступление, показав адвокату Бэлла чертежи Элиши Грея, и позже принял заявку на изобретение Бэлла без обязательного предоставления работающего прототипа. Не будь той злополучной девяностодневной приостановки рассмотрения заявок, за время которой Бэлл сумел дополнить свою документацию недостающими сведениями, изобретателем первого телефона, несомненно, стал бы Элиша Грей.
Но судьба распорядилась иначе. И ныне большинство источников, официально признавая первенство Бэлла в изобретении телефона, неофициальным отцом самого популярного средства связи признают Элишу Грея.
Получив статус "серого кардинала" телефонной индустрии, Элиша Грей вовсе не опустил руки. Более того, его последующие изобретения (а было их более семидесяти) позволили ему не только сделать состояние, но и вновь стать отцом технологии. На сей раз факсимильной связи.
От пишущего телеграфа к телеавтографу
Проиграв патентную войну за телефон, Элиша Грей сосредоточился на идее, которая давно волновала его неугомонный разум, - возможности передачи по телеграфным проводам рукописного текста. Актуальность технологии была несомненной. Автограф во все времена являлся доказательством подлинности документа, и возможность его получения на расстоянии была крайне привлекательной. Грей не мешкая принялся исследовать технологическую основу для аппарата, который в письме своему школьному товарищу Крамрайну он назвал "телеавтограф".
Схема передающего (справа) и приёмного (слева) модулей "пищущего телеграфа" Коупера
К слову сказать, изобретать телеавтографа Элиша Грей начал не на пустом месте. В феврале 1879 года на заседании британского телеграфного инженерного общества (Society of Telegraph Engineers) изобретателем Эдвардом Коупером был представлен действующий прототип пищущего телеграфа (writing telegraph). В основе writing telegraph лежал классический телеграфный аппарат, отображающий на движущейся ленте символы азбуки Морзе. Коупер развил его идею, дополнив контур, передающий информацию о горизонтальных линиях (символах азбуки Морзе), вторым подобным контуром, фиксирующим вертикальное движение пера в передающем устройстве. Кривые линии рукописного текста формировались путём передачи информации о координатах точки, являющейся пересечением горизонтального и вертикального движений пера. Точность вычислений обеспечивалась матрицей из тридцати двух катушек индуктивности, фиксировавщих возникающую разность потенциалов.
Образец рукописного текста, воспроизведённого "пишущим телеграфом" Коупера
Оператор водил пером по движущейся в передающем устройстве ленте, а в приёмнике хитроумный механизм с сифоном, наполненным жидкими чернилами, двигался подобно перу нынешних сейсмографов, вычерчивая непрерывную линию рукописного текста. Пробелы между словами фиксировались как горизонтальная линия.
Схема первого варианта телеавтографа, запатентованного Элишей Греем (страница 1, страница 2)
Аппарат был, безусловно, интереснейшим изобретением, но его практическая выгода ставилась под сомнение. Соперничать по скорости обмена данными с телеграфной системой на основе морзянки пишущий телеграф, конечно же, не мог. Кроме того, для его работы требовалось целых два телеграфных канала - по одному для горизонтальной и вертикальной координат.
Досконально изучив схему пишущего телеграфа, Элиша Грей решил отказаться от телеграфного механизма и разработал сервоприводы, перемещавшие перо в пределах стандартного бумажного листа. Передача координат перемещения происходила путём их преобразования в стандартный телеграфный код на входе и декодирование на выходе. Кроме того, специальный код, формируемый в тот момент, когда оператор приподнимал перо от листа бумаги, передавался на приёмное устройство, заставляя последнее перемещать лист бумаги на новую строку.
Благодаря этому с помощью телеавтографа Элиши Грея появилась возможность обмениваться на расстоянии обычными рукописными документами любой сложности.
Вот как Элиша Грей описывал принцип действия своего изобретения в интервью 1888 года газете Manufacture & Building: "Благодаря телеавтографу вы можете сесть в своём офисе в Чикаго, взять в руку карандаш и записать любой текст, который по проводам тут же будет передан в Нью-Йорк, где приёмная часть воспроизведёт его с точностью факсимиле. Кроме текста вы вольны изобразить всё, что угодно. Например, художник вашей газеты может телеграфировать изображения железнодорожного крушения или других происшествий точно так же, как репортёр телеграфирует текст статьи".
Пример рукописного текста и его копии, созданной с помощью телеавтографа
В 1878 году на международной парижской выставке устройство Элиши Грея производит настоящую сенсацию. Благодаря телеавтографу он и получает орден Почётного Легиона из рук тогдашнего президента Франции генерала Мак-Магона.
Позже телеавтограф Элиши Грея, продемонстрированный на Международной выставке в Чикаго в 1893 году, вызвал и коммерческий интерес. Особенно сильно заинтересовались новинкой банки, обретающие с помощью телеавтографа возможность получения подписи удалённого клиента.
В 1901 году в возрасте шестидесяти пяти лет Элиша Грей умирает от сердечного приступа. Но его изобретение продолжает жить. Помощник Грея Фостер Ричи усовершенствовал телеавтограф, превратив его к 1902 году в весьма портативное устройство. Именно в таком виде аппарат и просуществовал следующие тридцать лет, успешно конкурируя с телеграфом и телефоном.
В 1915 году предприятия Грея "Gray National" и "Gray Electric Companies" объединяются в концерн "Telautograph Corporation" и сосредотачиваются на массовом выпуске телеавтографов.
Несмотря на большой успех и востребованность, основным недостатком телеавтографа остается малое расстояние, на которое факсимиле передаётся без ошибок. Отсутствие в то время теории помехоустойчивого кодирования не позволяло передавать рукописный текст и изображения без потерь дальше, чем на двадцать километров. Своеобразным рекордом стала экспериментальная передача, в ходе которой подпись клиента без ошибок была передана на расстояние в двести километров.
Письмо Элиши Грей устроителям выставки, в котором он сообщает о невозможности демонстрации удалённой работы телеавтографа "по техническим причинам"
Но даже работа телеавтографа на небольших расстояниях делает его чрезвычайно популярным. Конечно, он не был на виду у широкой публики, как, например, телефон, однако, являлся важным инструментом в банковской сфере и железнодорожном транспорте.
Железнодорожники использовали телеавтограф для передачи актуальной информации о задержках поездов. Посетители Центрального вокзала Нью-Йорка могли наблюдать работу телеавтографа в знаменитом киоске в центре зала, где на бегущей ленте отображалось рукописное расписание поездов.
Ещё одним местом активного использования телеавтографа становятся публичные библиотеки, в которых аппараты Грея автоматизируют процесс обработки заявок на получение книг.
Однако наибольшую финансовую выгоду от изобретения Грей получил ещё при жизни, заключив контракт с военными.
Телеавтограф в погонах
В 1890 году военное ведомство США заключает секретный контракт с предприятиями Элиши Грэя на поставку крупной партии телеавтографов в специальном исполнении.
Разработку Грея военные планировали применить к системе прибрежной артиллерийской обороны - единственной на тот момент системе эффективного противостояния надводному и подводному флотам противника.
Точное наведение на цель артиллерийских орудий осуществлялось на основе данных наблюдателей, располагавшихся в защищённых укрытиях вдоль всего побережья. Проведённые учебные стрельбы показали неэффективность применения телеграфной и телефонной связи. Шум выстрелов препятствовал уверенному приёму морзянки и голосовых координат.
Грей выпустил автономную модель телеавтографа в массивном медном корпусе с резиновыми виброгасителями. Корпус был водонепроницаемым, а лента, на которой отображались координаты, была спрятана за противоударным стеклом. Для работы в ночных условиях защищённый телеавтограф комплектовался встроенным источником света.
Первоначально протестированная на базе артиллерийской батареи форта Водсворт система факсимильной связи Грея была установлена на всех артиллерийских точках Атлантического и Тихоокеанского побережья США. Её применение было строго засекречено. Ведь от точной работы военных телеавтографов зависела точность стрельбы мощных береговых установок.
Прошлое будущее телеавтографа
После Второй мировой войны технология, лежащая в основе телеавтографа, переживает своё второе рождение, используя последние достижения электроники и электротехники. Перевод контроллера телеавтографа вначале на лампы, а позже на полупроводниковые элементы и включение в его состав схем помехоустройчивого кодирования избавляют технологию от недостатков прошлого, позволяя пользователям обмениваться рукописным текстом на значительные расстояния.
К 1960 году варианты телеавтографа, получившие название telewriter и telesubscriber, выпускаются по лицензии Telautograph Corporation многими производителями. Наибольшей популярности добивается модель electrowriter - компактный вариант телеавтографа, совмещающий в одном корпусе приёмник и передающее устройство.
Реклама компактного варианта electrowriter производства Victor Company
В условиях достаточно жёсткой конкуренции владельцы Telautograph Corporation продают активы концерна компании Xerox, которая делает его своим подразделением Omnifax Division. В стенах Xerox инженеры Telautograph Corporation совершенствуют идею передачи факсимильных данных, используя наработки Xerox в области тиражирования данных и лазерной печати. Параллельно совершенствуются и протоколы помехоустойчивой передачи данных. Благодаря такому технологическому тандему и возникает известная нам факсимильная связь - технология обмена документами, доминировавшая в конце прошлого века и до сих пор в ряде случаев не имеющая замены.
Элиша Грей, проиграв битву за первенство изобретения телефона, не опустил руки. Его телеавтограф стал параллельной и не менее востребованной, чем телефон, веткой электросвязи. Бросив вызов неблагосклонно отнесшейся к нему судьбе, Грей победил, оставшись в памяти потомков отцом факса.