Натан Стабблфилд: Пионер беспроводной связи Америки

Введение

Американский пионер беспроводной связи

Нейтан Беверли Стабблфилд (22 ноября 1860 – 28 марта 1928) – американский изобретатель, наиболее известный своими работами в области беспроводной телефонии. Описывая себя как «практикующий фермер, садовод и электрик», он получил широкую известность в начале 1902 года, когда продемонстрировал публике серию работающих от батарей беспроводных телефонов, которые можно было транспортировать в различные места и использовать на мобильных платформах, таких как лодки. Хотя в его первоначальной конструкции использовалась проводная передача, в 1908 году он получил патент США на беспроводную телефонную систему, использующую магнитную индукцию. Однако ему так и не удалось коммерциализировать свои изобретения. Позже он уединился и умер в одиночестве в 1928 году. Существуют споры о том, можно ли классифицировать коммуникационные технологии Стабблфилда как радио, и считать ли его демонстрации 1902 года первыми «радиовещаниями». Большинство исследований его работы пришли к выводу, что это не были радиопередачи, поскольку его устройства, хотя и использовали форму «беспроводной связи», применяли проводность и индуктивные поля, в то время как стандартное определение радио – это передача электромагнитного излучения. Тем не менее, Стабблфилд, возможно, был первым, кто одновременно передавал аудиосигнал беспроводным способом на несколько приемников, хотя и на относительно небольшие расстояния, предсказав в конечном итоге развитие вещания в национальном масштабе.

Ранние годы и семейная жизнь

Стабблфилд был вторым из семи сыновей Уильяма "Капитана Билли" Джефферсона Стабблфилда (1830–1874), ветерана армии Конфедерации и юриста, и Виктории Боуман (1837–1869), умершей от скарлатины. Стабблфилд вырос в Мюррее, штат Кентукки, и его образование включало занятия с гувернанткой, а затем обучение в школе-интернате в соседнем Фармингтоне под названием "Мужской и женский институт". Его формальное образование завершилось в 1874 году, в возрасте 14 лет, после смерти отца, оставившей Стабблфилда сиротой на попечении мачехи. Тем не менее, он продолжал расширять свои технические знания, читая современные научные издания, такие как Scientific American и Electrical World. В 1881 году он женился на Аде Мэй Бьюкеннан, от которой у него было девять детей, двое из которых умерли в младенчестве. Шесть из выживших детей Натана не оставили потомства. Седьмой, Оливер (РэйДжек), женился на Присцилле Алден, которая родила двух дочерей и единственного внука Натана, Кита Стабблфилда, который стал теле- и звукозаписывающим артистом под псевдонимом Трой Кори. Изначально Стабблфилд обеспечивал семью за счет фермерского хозяйства. (Позже его земли стали частью кампуса Университета штата Мюррей.) С 1907 по 1911 год он руководил домашней школой под названием "Промышленная школа Натана Стабблфилда", или "Промышленная школа Телефа на Дельгрин".

Изобретения

Несмотря на крайне ограниченные средства, в свободное время Стабблфилд занимался разработкой ряда изобретений. Его первый патент, , был выдан 3 ноября 1885 года на приспособление для зажигания керосиновых ламп, не требующее снятия стеклянного колпака.

Акустический телефон

В конце 1886 года Стабблфилд начал продавать и устанавливать акустические телефоны — раннюю и несколько ограниченную форму телефона, которая вместо электричества использовала натянутую проволоку для передачи звуковых колебаний непосредственно между двумя резонаторами, расположенными на противоположных концах проволоки. Хотя большинство установок проводилось в окрестностях Мюррея, он также осуществлял продажи вплоть до Миссисипи и Оклахомы. 21 февраля 1888 года Стабблфилд и его партнер Сэмюэл Холкомб получили патент на свой проект "механического телефона". Однако создание местной франшизы компании Bell Telephone, чьи электрические телефоны значительно превосходили разработки Стабблфилда, положило конец большинству продаж акустических телефонов к 1890 году.

Земная батарея

В 1898 году Стабблфилду был выдан патент на "электрическую батарею", представлявшую собой электролитическую катушку из железа и изолированной медной проволоки, погружаемую в жидкость или закапываемую в землю. Стабблфилд выдвинул неподтвержденное заявление о том, что его устройство, помимо обычной работы батареи, также извлекает дополнительную энергию из земли. Тем не менее, оно успешно использовалось в качестве источника питания и заземления для беспроводной телефонии.

Беспроводная телефония

После прекращения деятельности своего акустического телефонного бизнеса, Стабблфилд рассмотрел возможные альтернативы, позволяющие избежать нарушения патентов Bell, и начал изучать беспроводные варианты. Поскольку он так и не запатентовал свои ранние разработки, технические детали его экспериментов остаются в значительной степени неизвестными. Однако, судя по современным описаниям, изначально он использовал индукцию, подобную беспроводному телефону, разработанному Амосом Долбиром и запатентованному в 1886 году. Информации об этом периоде крайне мало, но в 1935 году бывший сосед, Рейни Т. Уэллс, сообщил, что в 1892 году Стабблфилд подарил ему телефонный приемник и попросил отойти на небольшое расстояние от своей лачуги, после чего Уэллс отчетливо услышал слова: «Привет, Рейни», а затем и другие фразы, произнесенные Стабблфилдом. Поскольку в более поздних упоминаниях речь идет о заземлении, можно предположить, что впоследствии Стабблфилд перешел к использованию токов земли вместо индукции. После десяти лет исследований и испытаний он пришел к выводу, что его беспроводной телефон доведен до совершенства и готов к коммерциализации, и начал серию демонстраций для популяризации своей работы и привлечения инвестиций. В канун Рождества, 24 декабря 1901 года, он успешно передал сигнал на расстояние в 400 метров до своего дома, где «собралась группа детей и получила сообщения от Санта-Клауса» через приемник, а местные жители подписали заявления, подтверждающие успех его испытаний. 1 января 1902 года была проведена еще более масштабная демонстрация. При содействии своего 14-летнего сына Бернарда, «сотни людей» в Мюррее стали свидетелями испытания, в ходе которого «со станции в юридической конторе друга, используя передатчик собственной конструкции, [Стабблфилд] передал своим друзьям новогоднее поздравление по беспроводной телефонной связи, и на семи станциях, расположенных в различных магазинах и офисах города, сообщение было одновременно получено. Музыку, песни и тихие разговоры можно было слышать с идеальной четкостью». В газете вышла подробная и положительная статья, в которой оптимистичный Стабблфилд заявил, что помимо связи точка-точка, его система «способна одновременно передавать сообщения с центральной распределительной станции на обширную территорию. Например, любой, у кого есть приемник, состоящий всего лишь из телефонного приемника и сигнального гонга, может, получив сигнал с передающей станции в Вашингтоне или ближе, быть проинформирован о новостях погоды. Мой аппарат способен передавать как звуковые сообщения, так и сигналы гонга. В конечном итоге он будет использоваться для общей передачи новостей любого рода». Однако возможность неограниченного приема сигналов с устройства Стабблфилда означала, что для его использования в личных целях все еще существовало серьезное ограничение. Хотя он с энтузиазмом утверждал: «Возможности изобретения кажутся практически безграничными, и пройдет немного времени, прежде чем разговоры на большие расстояния между крупными городами страны будут вестись ежедневно без проводов», в этот момент промоутер Джеральд Феннел прибыл из Нью-Йорка в Мюррей, чтобы привлечь Стабблфилда к коммерческому предприятию. Во время переговоров Стабблфилд отправился в свою самую масштабную рекламную поездку. 20 марта 1902 года он продемонстрировал свою систему в Вашингтоне, округ Колумбия, где голос и музыка передавались на расстояние более 535 метров с парохода «Бартольди», стоящего на якоре в реке Потомак, на берег. Об этом испытании сообщали престижные научные издания, в том числе Scientific American, в котором утверждалось, что изобретение Стабблфилда будет установлено «телефонной компанией Гордона из Чарльстона, штат Южная Каролина, для организации телефонной связи между городом Чарльстон и морскими островами у побережья Южной Каролины», и Nature, в котором отмечалось: «Используемая система основана на заземлении и, следовательно, по принципу схожа, хотя, несомненно, отличается в деталях, со многими другими системами беспроводной телефонии, которые испытываются в различных странах». В начале 1902 года три жителя Нью-Йорка, Дж. Б. Грин, У. Б. Уэлпли и Ум. Т. Куинн, зарегистрировали в Территории Аризона компанию Wireless Telephone Company of America. Уставный капитал компании составил 5 000 000 долларов, а номинальная стоимость акций – 1 доллар. Джеральд Феннел предложил Стабблфилду 500 000 акций в обмен на права на его технологию беспроводной телефонии. В рекламном объявлении акций компании, опубликованном в июне 1902 года и перекликающемся с преувеличенными заявлениями современных компаний беспроводной телеграфии, говорилось: «Благодаря значительной экономии затрат и обслуживания, обеспечиваемой системой Стабблфилда, неразумно ожидать, что доходы Bell Telephone будут легко равны доходам этой компании. Ее акции по цене 25 центов ставят подписчика на ту же основу, что и первых инвесторов в Bell, чья прибыль составила более 2000%». В этой рекламе также говорилось, что по всей территории Соединенных Штатов будут созданы региональные дочерние компании. С финансированием расходов на поездки со стороны Феннела, Стабблфилд провел дополнительные успешные демонстрации в Филадельфии с 30 мая по 7 июня 1902 года на расстоянии около 1600 метров. Затем последовали испытания в Нью-Йорке, начавшиеся 11 июня 1902 года, которые оказались менее успешными, и объяснение трудностей включало каменистую почву в парке Бэттери и электрические помехи от местной сети распределения переменного тока. Стабблфилд быстро потерял доверие к промоутерам Wireless Telephone Company of America и в письме от 19 июня 1902 года прекратил свои отношения в качестве директора, выразив обеспокоенность тем, что компания ведет мошенническую деятельность. Через два месяца компания объявила о слиянии своей деятельности с Collins Wireless Telephone & Telegraph Company, компанией, которая была организована для продвижения работы Арчи Фредерика Коллинза, который проводил исследования в области проводной и индуктивной беспроводной телефонии, очень похожей на разработки Стабблфилда. Фантастические рекламные объявления акций теперь утверждали, что существуют планы «выдавать лицензии дочерним компаниям в каждом штате Союза». Стабблфилд вернулся в Мюррей, где столкнулся со значительным скептицизмом — в обзоре его «земляного аккумулятора» и разработок в области беспроводной телефонии, опубликованном в марте 1903 года, говорилось: «люди в этом районе страны все еще задаются вопросом, просто ли он чудак или когда-нибудь выйдет из своей неизвестности, чтобы удивить весь цивилизованный мир великим открытием». Позднее в том же году он разместил публичное объявление в Murray Ledger, в котором сообщалось, что Wireless Telephone Company of America «прекратила свое существование», и «мои изобретения вернулись ко мне». Он также отметил, что продолжает свои исследования в области беспроводной телефонии, используя «более двух тысяч долларов», которые получил от промоутера этой компании. Стабблфилд снова вернулся к изучению индукции, а не проводимости, для своей беспроводной телефонной системы. Этот подход использовал большие круглые индукционные катушки, которым больше не требовалось заземление. Он тщательно документировал свой прогресс, готовя заявления о том, что в 1903 году он передал сигнал на расстояние 114 метров, а в 1904 году достиг 183 метров. Общая длина проволоки, необходимая для передающей и приемной катушек, была больше, чем расстояние между передатчиком и приемником, но изобретение обеспечивало мобильность. Бернард Стабблфилд сообщил, что в 1907 году, используя катушку длиной 18 метров, передача и прием осуществлялись «на расстояние 400 метров». Столкнувшись с трудностями в получении патента, Натан Стабблфилд на время переехал в Вашингтон, округ Колумбия, чтобы ускорить процесс. 12 мая 1908 года он получил патент США на свою новую версию беспроводного телефона. Па...

After the winding down of his acoustic telephone business, Stubblefield reviewed possible alternatives that would avoid infringing on the Bell telephone patents, and began researching wireless options. Because he never filed for a patent for his early work, the technical details of his experiments are largely unknown. But, based on contemporary descriptions, it appears that they initially employed induction, similar to a wireless telephone developed by Amos Dolbear, which was issued in 1886. Information for this period is very limited, but in 1935 a former neighbor, Rainey T. Wells, reported that in 1892 Stubblefield gave him a telephone receiver, and had Wells walk a short distance away from Stubblefield's shack, after which he was amazed to distinctly hear the words "Hello, Rainey", followed by additional speech from Stubblefield. Because later references refer to earth connections, it appears that Stubblefield subsequently switched to using ground currents instead of induction. Following a decade of research and testing, he felt that his wireless telephone had now been perfected to the point that it was ready for commercialization, and began a series of demonstrations to publicize his work and attract investment. On Christmas Eve, December 24, 1901, he successfully transmitted ¼ mile (400 meters) to his home, where "A party of children were gathered there and at the receiver obtained messages from Santa Claus", and had local residents sign affidavits attesting to the success of his tests. A much more ambitious demonstration was given on January 1, 1902. Assisted by his 14 year old son, Bernard, "hundreds of people" in Murray witnessed a test where "From a station in the law office of a friend over a transmitter of his own invention [Stubblefield] gave his friends a New Year's greeting by wireless telephony, and at seven stations, located in different business houses and offices in the town, the message was simultaneously delivered. Music, songs, whispered conversations could be heard with perfect ease." A detailed, and positive, account appeared in the newspaper, which quoted an optimistic Stubblefield as saying that, in addition to point to point private communication, his system was "capable of sending simultaneous messages from a central distributing station over a very wide territory. For instance, anyone having a receiving instrument, which would consist merely of a telephone receiver and a signalling gong, could, upon being signalled by a transmitting station in Washington, or nearer, if advisable, be informed of weather news. My apparatus is capable of sending out a gong signal, as well as voice messages. Eventually, it will be used for the general transmission of news of every description." However, the unrestricted reception of signals from Stubblefield's device meant that there was still a major limitation in its intended use for personal communication. Although he exuberantly declared: "The possibilities of the invention seem to be practically unlimited, and it will be no more than a matter of time when conversation over long distances between the great cities at the country will be carried on daily without wires",

At this point a promoter, Gerald Fennel, traveled to Murray from New York City to enlist Stubblefield in a commercial venture. While negotiating, Stubblefield next embarked on his most publicized promotional trip. On March 20, 1902, he demonstrated his system in Washington, D. C., where voice and music transmissions were made over a third of a mile (535 meters) from the steamer Bartholdi, anchored in the Potomac River, to shore. This particular test was reported in prestigious scientific publications, including Scientific American, which claimed that Stubblefield's invention would be installed by the "Gordon Telephone Company, of Charleston, S. C., for the establishment of telephonic communication between the city of Charleston and the sea islands lying off the coast of South Carolina", and Nature, which noted: "The system used is an earth conduction one, and is, therefore, similar in principle to, though doubtless differing in detail from, many other wireless telephony systems which are being tried in various countries." In early 1902 three New York City residents, J. B. Green, W. B. Whelpley, and Wm. T. Quinn, incorporated, in the Territory of Arizona, the Wireless Telephone Company of America. The firm had a $5,000,000 capitalization, with shares set at a par value of $1 each. Gerald Fennel offered Stubblefield 500,000 shares of stock in exchange for the rights to his wireless telephone technology. A June 1902 stock promotion advertisement for the company, echoing the excessive claims of contemporary wireless telegraph companies, proclaimed: "With the vast savings made in cost and maintenance by the Stubblefield system, it is not unreasonable to expect that the earnings of Bell Telephone will be easily equalled by those of this company. Its stock at 25c. places the subscriber on the same basis as the earliest investors in Bell, whose profits have amounted to over 2,000%". This advertisement also stated that regional sub companies would be established throughout the United States. With travel expenses financed by Fennel, Stubblefield made additional successful demonstrations in Philadelphia from May 30 to June 7, 1902, spanning a distance of around a mile (1600 meters). Tests followed in New York City beginning on June 11, 1902, which were less successful, with the explanation for the difficulties encountered including the rocky soil in Battery Park, and electrical interference from local alternating current power distribution. Stubblefield quickly became distrustful of the promoters behind the Wireless Telephone Company of America, and, in a letter dated June 19, 1902, severed his connections as a director after expressing his concern that the company was being fraudulently run. Two months later, the company announced that it had merged its operations with the Collins Wireless Telephone & Telegraph Company, a company that had been organized to promote the work of Archie Frederick Collins, who had been doing research on conductive and inductive wireless telephone systems very similar to Stubblefield's. The fanciful stock solicitations now claimed that there were plans to "license subsidiary companies in each state of the Union". Stubblefield returned to Murray, where he faced considerable skepticism—a March 1903 review of his "earth battery" and wireless telephony endeavors stated: " the people in this section of the country are yet wondering whether he is simply a crank or will yet emerge some day from his obscurity to astonish the whole civilized world with a great discovery". Later that same year, he posted a Public Notice in the Murray Ledger stating that the Wireless Telephone Company of America had "gone out of existence", and "My inventions have reverted back to me." He also noted that he was continuing his wireless telephone research, using the "over two thousand dollars" he had received from that company's promoter. Stubblefield returned once again to investigating using induction, rather than conduction, for his wireless telephone system. This approach employed large circular induction coils, that no longer needed ground connections. He carefully documented his progress, preparing affidavits that in 1903 he had transmitted 375 feet (114 m), and in 1904 reached 600 feet (183 m). The total wire required for the transmitting and receiving coils was greater than the distance between the transmitter and receiver, but the invention allowed mobility. Bernard Stubblefield reported that in 1907, using a 60 feet (18 m) coil, transmitting and receiving spanned "¼ mile (400 meters) nicely." Encountering difficulty in obtaining a patent, Nathan Stubblefield moved for a time to Washington, D. C. to speed up the process. On May 12, 1908, he was granted U. S. patent for his new version of a wireless telephone. The patent application stated that it would be usable for "securing telephonic communications between moving vehicles and way stations". An accompanying diagram shows wireless telephony from a fixed location to passing trains, boats, and wagons. Despite receiving a patent and some financial backing from Murray residents, and the assertion that "while messages have been sent for distances less than ten miles, he is confident that with his machine he can talk across the Atlantic", Stubblefield made no headway in commercializing his latest invention. By now continuous wave arc and alternator radio transmitters had been developed, which were capable of wireless telephone communication over distances that dwarfed the short ranges attainable by induction wireless systems, in addition to being able to be tuned to multiple transmitting frequencies. The invention of vacuum tube radio transmitters in the mid 1910s would make possible, in the early 1920s, the nationwide broadcasting that Stubblefield had envisioned in 1902. But Stubblefield himself made no further progress beyond his previous work.

Последние годы

Позже Стабблфилд жил в добровольной изоляции в примитивном убежище недалеко от Алмо, штат Кентукки, и умер примерно 28 марта 1928 года, хотя его тело, "изъеденное крысами", было обнаружено лишь через несколько дней. Несмотря на то, что многие последующие свидетельства указывают на то, что он умер от голода, в момент смерти коронер заявил, что "он, по всей видимости, скончался от сердечного заболевания". Первоначально он был похоронен в безымянной могиле на семейном кладбище Боуменов в Мюррей, штат Кентукки.

Наследие

Хотя изобретения Стабблфилда не привели непосредственно к развитию радиотехнологий, его публичные демонстрации в 1902 году и широкое освещение в прессе могли способствовать росту интереса к возможностям беспроводной передачи голоса и музыки, поскольку большинство предшественников стремились обеспечить связь точка-точка, чтобы конкурировать с телефонными и телеграфными компаниями. После его смерти различные люди и организации в Мюррее, штат Кентукки, стали продвигать Мюррей как место рождения радио, а Стабблфилда – как отца радиовещания. Лорен Дж. Хортин, профессор журналистики в университете Мюррея, организовал своих студентов для изучения работ Стабблфилда, что привело к установке памятника на территории университета в 1930 году. Хортин, приняв расширенное определение "радио", включающее беспроводные передачи, не использующие электромагнитное излучение, позже утверждал: "Радио – это устройство, которое передает и принимает голос на значительные расстояния без проводов. Стабблфилд изобрел, изготовил и продемонстрировал такое устройство раньше, чем кто-либо другой на планете". Однако более ранние беспроводные аудиопередачи существовали и ранее, включая фотофон, изобретенный Александром Грэмом Беллом и Чарльзом Самнер Тейнтером в 1880 году, который использовал световые лучи, и "электростатический телефон" Амоса Долбира, о котором в 1884 году отмечалось, что "с помощью этого прибора можно говорить по телефону не только без проводов, но и без луча света". В 1948 году в Мюррее, штат Кентукки, начала вещание первая радиостанция, и в честь Натана Б. Стабблфилда владельцы выбрали позывной сигнал WNBS. В 1952 году его семья установила на его могиле мемориальный надгробный камень, в котором он назван "Изобретателем беспроводной телефонии, или радио". Клуб физики университета Мюррея также назван в его честь. В 1991 году губернатор Кентукки Уоллес Г. Вилкинсон издал прокламацию, в которой заявил, что Стабблфилд "является истинным изобретателем радио", и объявил 1992 год "Годом Натана Беверли Стабблфилда" в Кентукки.

Although Stubblefield's inventions did not lead directly to the development of radio technology, the public demonstrations in 1902 and the extensive press coverage may have helped spur interest in the possibilities of wireless transmission of voice and music, as most prior inventors had merely sought to provide point to point communication, to compete with telephone and telegraph companies. Since his death, various individuals and groups in Murray, Kentucky, have promoted Murray as the Birthplace of Radio, and Stubblefield as the Father of Broadcasting. Loren J. Hortin, Journalism Professor at Murray State, organized his students to investigate Stubblefield's work, leading to the dedication of a monument on the campus in 1930. Hortin, adopting an expanded definition of "radio" to include wireless transmissions that did not employ electromagnetic radiation, later contended: "Radio is a device that transmits and receives voice over considerable distance without connecting wires. Stubblefield invented, manufactured, and demonstrated such a device and did so before anyone else on the planet." However, there had actually been earlier audio wireless transmissions, including, beginning in 1880, the photophone, invented by Alexander Graham Bell and Charles Sumner Tainter, which employed light beams, and Amos Dolbear's "electrostatic telephone", for which it was noted in 1884 that "with this instrument we can telephone, not only without wires, but without even a beam of light". In 1948, Murray, Kentucky's first radio station began broadcast operations, and in honor of Nathan B. Stubblefield, the owners selected WNBS as the station's call letters. In 1952, his family installed a memorial headstone at his gravesite, which credits him as the "Inventor of Wireless Telephony, or Radio". The Murray State University physics club is also named in his honor. In 1991, Kentucky Governor Wallace G. Wilkinson issued a proclamation declaring that Stubblefield "is the true inventor of radio" and proclaimed 1992 as "Nathan Beverly Stubblefield Year" in Kentucky.

Хронология

1892: Первая передача голоса с использованием проводного беспроводного телефона, подключенного к заземленным электродам. 8 мая 1898: запатентована "электрическая батарея" (индукционная катушка для беспроводной телефонной передачи). 1902: Первая беспроводная телефонная передача с корабля на берег, с использованием проводов, опущенных в воду с парохода Bartholdi. 1908: Запатентован индуктивный беспроводной телефон, пригодный для мобильного использования.

Страницы в пользу Стабблфилда

(ред. Ссылки ниже цитируются в книге Трой Кори Стабблфилд и Джози Кори) Yes90 tviNews s90 • LookRadio Main. / ФИЧА: lookradio.com / Smart90, lookradio, nbs100, tvimagazine, WiFi 187, WiMax187, RF 300, WiMaxBunny, WiVATS, Patent887, vratv, на lookradio.com
"Стабблфилд Радио Траст". SMART90.com. "Действительно ли Нейтан Б. Стабблфилд изобрел беспроводной телефон?". Группа TeleKey. "Натан Стабблфилд". All About Wireless. 2001.