Искусственный глаз астронома

Астрономы уже давно задумывались, что хорошо бы в некоторых случаях заменить наблюдателя у телескопа автоматическим прибором.
Ученые знали, что света звезды достаточно для срабатывания фотоэлементов, но не умели заставить его отметить с точностью до нескольких тысячных долей секунды момент прохождения звезды через меридиан обсерватории.
Н. Н. Павлов, астроном и одновременно радиолюбитель, решил изобрести прибор, заменяющий наблюдателя. Ученый начал работу в 1934 году и вскоре узнал, что и за границей тоже конструируют электрический наблюдатель. Опыты неизменно заканчивались неудачей. Изобретатели не находили способа создать искусственный глаз, который мог бы соперничать с человеческим.
Советский ученый продолжал работать, он был уверен в успехе, потому что он жил и трудился в советской стране.
Первый прибор, построенный Павловым, был слеповат, он видел фонари, но не замечал звезд. Чувствительность заграничных фотоэлементов, выписанных в обсерваторию, была слишком мала. Слабые лучи звездного света не оказывали на них никакого действия. Перышко самозаписывающего аппарата, соединенного с фотоэлементом, чертило унылую, совершенно прямую линию.
Вскоре советские ученые изобрели новый тип фотоэлементов. Павлов приобрел его и поставил в свой прибор.
В декабре 1935 года Н. П. Павлов приступил к опыту. Для начала была выбрана самая яркая звезда нашего неба — Сириус.
Лучу звездного света надлежало скользнуть в астрономическую трубу и сквозь узкую щель упасть на фотоэлемент. В это мгновение в фотоэлементе возникнет слабенький электрический ток. Усиленный радиолампами, этот ток должен подействовать на магниты самозаписывающего прибора — хронографа. Магниты притянут якорек, якорек щелкнет, и прикрепленное к нему перышко поставит на телеграфной ленте зубчик.
Наступал решительный момент: Сириус приближался к меридиану обсерватории. Профессор Павлов следил за медленным перемещением звезды в поле зрения инструмента.
Вот еще мгновение! Еще полсекунды...
Громко щелкнули магниты хронографа. Перышко дрогнуло и поставило на ленте отчетливый зубчик. Это Сириус своим лучом расписался в прибытии на меридиан обсерватории. Прибор впервые «увидел» звезду.
Правда, Сириус очень ярок, заметить такую звезду — не велика заслуга, но, как говорится, лиха беда начало!
Ученый продолжал совершенствовать свое изобретение, и два года спустя его искусственный глаз по чувствительности сравнялся с человеческим.
В 1946 году работа в основном была закончена. Профессор Павлов опубликовал свое изобретение.
«Электрический глаз» астронома имеет вид круглой коробки величиной с литровую банку. Он привинчен к окуляру астрономического инструмента и составляет с ним одно целое.
В тот момент, когда звезда проходит через меридиан обсерватории, луч ее света падает на фотоэлемент, и на ленте самозаписывающего прибора появляется зубчик. Второе перышко самозаписывающего прибора, соединенное с точными астрономическими часами, отмечает на той же ленте секунды.
Астроном берет ленту с отмеченными сигналами звезды и часов, спокойно, не торопясь, измеряет промежуток между сигналами и определяет, насколько ошибаются — спешат или отстают — астрономические часы. А по этим часам потом проверяют ход всех часов Советского Союза.
Электрический глаз, в отличие от живого наблюдателя, никогда не спешит, не волнуется, не устает, не допускает ошибок.
Советские астрономы выиграли битву за точность и обеспечили отечественной Службе времени более надежную работу, чем в любой капиталистической стране.
Правительство СССР присудило профессору И. Н. Павлову Сталинскую премию.

«Великий немой» заговорил

Как только на экранах кинотеатров появились первые «немые» кинофильмы, изобретатели начали думать,— нельзя ли сделать слышимой речь героев фильма? Некоторые предприимчивые владельцы кинотеатров решали эту задачу наипростейшим способом,— они нанимали актеров-чтецов, усаживали их позади просвечивающего экрана, и актеры, глядя на экран, говорили те слова, какие должны были произносить действующие лица в кинофильме. Зрители слышали голоса за экраном, и наиболее легковерным казалось, что картина «говорящая».
Такое «озвучивание» картины, разумеется, не решало задачи создания звукового кино.
Внимание изобретателей привлек граммофон. Его стали соединять различными способами с кинопроекционным аппаратом. Демонстрация картины сопровождалась звуками, записанными на граммофонной пластинке.
Однако и эти опыты, казавшиеся вначале многообещающими, не увенчались успехом, потому что изобретателям не удавалось добиться дружной работы киноаппарата и граммофона. Согласованность все время нарушалась.
Действующие лица на экране начинали говорить с закрытыми ртами, реплики путались; зрители, когда нужно было плакать, хохотали.
Встретились и другие препятствия. Пластинки, даже изготовленные по особому заказу — «голиафы» диаметром в полметра, были малы. На них не умещалось звучание целой части фильма. Во время демонстрации картины приходилось останавливать киноаппарат, чтобы сменить пластинку. Изобретатели поняли, что «в одну телегу впрячь не можно коня и трепетную лань»; граммофон невозможно объединить с киноаппаратом.
Звук надо записывать не отдельно от изображения, а вместе с ним — на той же киноленте. Воспроизводить звук и проектировать изображение на экран также должен один аппарат.
Эта совершенно правильная идея была вначале осуществлена механическим способом. Звуковую бороздку на киноленте прорезали острым резцом или продавливали иглой.
В проекционном аппарате игла скользила по бороздке и заставляла колебаться мембрану, передавая звучание через рупоры в зал. Зритель видел картину на экране перед собой, а звуки неслись к нему сзади. Это портило впечатление. К тому же звучание было слабым, усиливать его еще не научились.
Главный недостаток оставался неустраненным: звук записывался механически, а изображение — фотографически. Звуковая бороздка быстро снашивалась, действующие лица в картине начинали сипеть, кашлять; фильм становился не говорящим, а хрипящим.
Стало ясно, что «великий немой» (так называли кино до того, как оно стало говорящим) обретет дар речи только тогда, когда звук будет записан инструментом, несравненно более точным и более острым, чем стальной резец. Таким резцом мог стать только световой луч.
Возможность графической записи звука светом — в виде черной или светлой волнистой линии — была доказана еще в 1883 году замечательным русским физиком П. Н. Лебедевым, и подтверждена в 1889 году изобретателем А. Винцемским.
Однако создать звуковое кино даже в начале нашего века было невозможно. Тогда не было аппарата, способного «читать» светопись звука, не было «электрического глаза».
Фотоэлемент, изобретенный А. Г. Столетовым в 1888 году, оставался еще недостаточно совершенным прибором.
«Великий немой» заговорил лишь в тридцатых годах нашего столетия. С развитием электроники были созданы более чувствительные фотоэлементы и усовершенствованные усилительные радиолампы.
Над созданием звукового кино работали одновременно три советских изобретателя — П. Г. Тагер, А. Ф. Шорин и В. Д. Охотников. У всех трех изобретателей звук записывался тонким световым лучом на светочувствительной кинопленке. Разница заключалась в способах, какими заставляли световой луч «записываться».
А. Ф. Шорин включил в цепь микрофона металлическую ленточку, натянутую между полюсами магнита. На ленточку падал узкий пучок света, который затем направлялся на кинопленку. В спокойном состоянии лента затеняла ровно половину светового пучка и оставляла на пленке ровную темную полоску. Но когда перед микрофоном говорили, пели или играли на музыкальных инструментах, по ленте протекал переменный ток, вызываемый звуковыми колебаниями мембраны микрофона.
Под влиянием тока лента двигалась, колебалась в магнитном поле и пропускала то более, то менее узкий пучок света на пленку. И на движущейся пленке звук записывался в виде зубчиков разной высоты в соответствии с шириной пучка света, пропущенного лентой.
В аппаратах В. Д. Охотникова и П. Г. Тагера звуковая дорожка получалась в виде полоски одинаковой ширины, без зубцов, но зато почернение пленки на ней было различным в разных местах дорожки. В этих системах токи микрофона изменяли не ширину светового пучка, а его интенсивность.
Приборы звукового кино читают оба вида записи одним и тем же способом. Луч света пронизывает движущуюся в аппарате звуковую дорожку и падает на фотоэлемент. Дорожка ослабляет луч то больше, то меньше: или зубчики уменьшают его ширину, или же почерневшая в той или иной степени пленка — ослабляет интенсивность луча. И в том и в другом приборе фотоэлемент получает то больше, то меньше света и дает ток, колеблющийся по силе. Этот ток поступает в усилители, а оттуда в громкоговорители, поставленные рядом с экраном, и зритель слышит все звуки, сопровождающие съемку.
Аппаратом Тагера — «тагефоном» — была заснята первая советская звуковая картина «Путевка в жизнь». Потом в студиях появились более совершенные аппараты Шорина.
Ныне Советский Союз располагает самой совершенной техникой звукозаписи и звуковоспроизведения.

Говорящие часы

Звукочиnающие аппараты нашли самое разнообразное применение. Благодаря им мы можем пользоваться так называемыми «говорящими» часами, которые в любую минуту сообщают по телефону точное время.
Набрав номер «говорящих часов», человек слышит в трубке спокойный, внушительный голос:
— Двадцать часов пятьдесят две минуты.
Если абонент не повесит трубку, то «говорящие часы» так же невозмутимо повторят:
— Двадцать часов пятьдесят две минуты.
Если в этот момент минута кончилась, часы скажут:
— Двадцать часов пятьдесят три минуты.
Говорящие часы находятся на телефонной станции. Там они занимают отдельное затемненное помещение, на дверях висит табличка: «Вход воспрещается».
«Говорящие часы» любят одиночество и темноту.
На обыкновенные часы они совершенно не похожи. У них нет ни циферблата, ни стрелок. Точный часовой механизм соединен с большим алюминиевым барабаном. На одном краю барабана надеты ленты, на которых записан голос человека, произносившего часы: ноль часов, один час, два часа и так далее до двадцать третьего часа. На другом краю барабана надеты ленты с записью минут.
Сбоку барабана укреплено два электрических глаза — фотоэлемента. С помощью тонкого светового луча они читают запись звука — каждый на своей ленте.
Первый читающий прибор целый час читает одно и то же: «двадцать часов», «двадцать часов».. . Как только час пройдет, механизм передвинет электрический глаз к следующей ленте, и он начнет читать: «двадцать один час», «двадцать один час»...
Левый читающий прибор переходит с ленты на ленту быстрее, так как он читает только минуты.
Оба «электрических глаза» читают строго поочередно: сначала правый прочтет часы, затем левый добавит минуты.
Читают эти приборы «про себя». Воспринятые световые колебания они превращают в колебания электрического тока и посылают их в усилители. А из усилителей сигналы передаются по телефонным проводам.
Поэтому в помещении «говорящих часов» не только темно, по и тихо. «Говорящие часы» умеют говорить только по телефону.
Со временем фотоэлемент станет настоящим читающим прибором. В 1949 году на XIII Всесоюзной радиотехнической выставке два радиолюбителя демонстрировали прибор для слепых. Он позволяет слепым читать книги, напечатанные типографским способом, но только не буквами, а особой узорчатой линией.
Изобретатели работают над созданием буквочитающего аппарата, который мог бы читать газеты и книги так же, как читаем их мы. В этом нет ничего невозможного. Такие приборы будут вслух читать книги слепым или людям со слабым зрением.