Аугусто Риги (Augusto Righi) – странният, известен,  много заслужил и сега почти забравен учен

Пета последна част на "За няколко интересни учени и изобретатели в областта на безжичните комуникации"

(Откъси)

          Професорът по физика в няколко университета в Италия е известен със своите работи в  различни области на тази наука. Може би най-голям е приносът му в областта  на електромагнитните трептения[i]. Той ги изследва след откритията на Херц, но по-прецизно. И дава, също както Лодж и Бозе, убедителни потвърждения за правилността на тези открития. За целта търси начини да ги съпостави с известните явления от оптиката.

          Вече бе казано, че не всички по това време (70-80 години на 19 век) приемат теорията на Максуел. Очевидно Риги не е от тях – за да изследваш „Херцовите” вълни със средства, познати от вълновата оптика очевидно си приел едно от основните следствия от теорията на Максуел, че светлината е електромагнитно трептение (Максуел приема, че разпространението на това трептение става чрез носител или преносна среда, наречена „етер”, произнасяно и като „ефир”, макар че последното в съвременността, в общ смисъл, има по-различно неформално значение.

          Айнщайн доказва, че не е необходима такава преносна среда (разглеждайки отрицателния резултат на  един свръхизвестен опит – опитът на Майкелсон-Морли –  за установяване на наличието на „етерен вятър”, който е задължителен, ако съществува ”етер”-   е, няма такъв „етерен вятър”  – б.м., Безжичен)  за електромагнитното поле в една статия, с която дефинира Специалната теория на относителността (тази теория  не само е валидна, независимо от „учени” отрицатели, но и  GPS системата и всекидневните вече за нас приемни устройства  от глобалната система за позициониране са възможни само и единствено защото се съобразяват с всички ефекти, описани, дефинирани и математически [ii]  обосновани е от СТО (Специалната теория на относителността) – б.м., Безжичен). Но ако светлината е електромагнитно явление, тогава и другите електромагнитни трептения би трябвало да имат свойства като светлината – отражение, интерференция, дифракция, пречупване, поляризация, доказано успешно от Херц.     

          Риги има заслугите за създаване на генератор (осцилатор) на електромагнитни трептения, с по-добро качество от използвания от Херц обикновен искров разрядник. По това време искровият разрядник е единственият уред, който може да осигури нужните за наблюдения и изследвания електромагнитни трептения. Но те трябва да са по-продължителни, повтарящи се и не толкова бързо затихващи, за да се направят точни количествени измервания. За целта Риги конструира  устройство, с което като че ли е най-известен. Представлява два големи сферични електрода, отдалечени един от друг на малко разстояние. Поставени са наполовина в херметична стъклена тръба,  в среда от минерално масло и нефтен битум. По този начин е образуван основният искров разрядник. Половинките на тези сфери, които не са в тръбата, образуват два други разрядника с други, по-малки сфери, които са монтирани външно. Тази конструкция има по-сложно действие при искрообразуването (и създаването на електромагнитни трептения), отколкото единичният разрядник. Благодарение на този уред успява да изследва трептения с много по-къса продължителност. С други думи, конструираният от него искров разрядник-осцилатор е превъзходен източник на трептения от 10 GHz и по-нагоре (10 GHz  е равно на 10 милиарда електрически трептения в секунда – за сравнение GSM апаратите работят с около 0,9; 1,8 и 1,9 GHz). Точно тези високи честоти, респективно малки дължини на вълната, му дават възможност да приложи рефлектори, поляризатори, дифракционни решетки, които са с малки размери и са удобни за изследвания и измервания в лабораторни условия.

          В различни източници, например [iii],  може да се намерят данни, че изследва трептения  с дължина на вълната  от около 7 до 20 cm. На други места се дават 3 cm[iv] и 2,5 cm. Истината е по-скоро близка до последните две числа, тъй като ученият работи с много малки по размер оптични уреди. Осцилаторът, който използва, също дава възможност за генеририране на много къси вълни. За да изследва оптични (или квазиоптични свойства, макар че строго погледнато посочените вълни (респ. честоти) не попадат в квазиоптичната област, според сегашното разбиране) безспорно са необходими по-високи честоти. В своите работи използва посочения осцилатор от три разрядника, но поставени във фокуса на параболичен метален отражател (подобен на сегашните „чинии” за спътникова телевизия ) – б.м., Безжичен) . Тази постановка дълго време е основният  уред за всички следващи изследователи, при стремежа им да генерират наистина изключително високи честоти за изследвания. 

          Разликата с уреда на Херц не изглежда много голяма. Но в действителност подобрението е съществено. Позволява много по-малки размери при достатъчна мощност на искрата. Това води до два полезни ефекта. Първият е технологичен – много по-рядко се налага смяна и почистване на електродите. Това ускорява и прави изследването по-прецизно. Вторият ефект е още по-съществен и вече го споменахме. По-малките размери веднага водят след себе си и по-малка дължина на вълната на електромагнитното трептение, респективно по-висока честота. Това дава възможности за много повече и по-прецизни измервания със съществуващите и познати тогава вълново-оптични методи. Изследванията с оптични методи ненапразно са приоритет на всички учени по това време. Знаем че и Лорд Келвин (Уйлям Томсън) и Федерсън при изследване на трептенията при разряд, и Херц, и Лодж, и Бозе, и Риги – при „електрическите” вълни,  се насочват основно към тези методи. И при последните четирима това е не само защото са приели (и доразработили, или практически допринесли за нейното утвърждаване) теорията на Максуел. А и защото, веднъж приели я, те имат на разположение само тези методи в началото. Но пък това са многократно проверени методи и могат да им се доверят.  В предните страници вече бе коментирано, че точно това „устройство” е в основата на предавателите и на Маркони, и на Попов при техните най-първи разработки.

           Снимки и скици на това устройство могат да се видят на много места в интернет, а има и снимка, поместена  в българската книга от 1905 г. „Телеграф без жици”, която вече цитирахме.  Този вид на искровия разрядник (реално три разрядника) твърде много прилича на схемата от разрядници, употребявана и патентована от Лодж по-късно. И в двата вида основното е едно – има възможност за поредица от искрови разряди, а това в известна степен преодолява недостатъците от бързото затихване на еднократно възбудена вълна. Става много по-лесно да се изследва такова трептение, едновременно с това устройството придобива практическа приложимост като основна част (генератор, осцилатор или радиатор) на първите предаватели за безжично телеграфиране.  

В много източници е отбелязано, че само този уред е достатъчен да остави Риги в историята на техниката. Но нека все пак да се отбележи за пълнота, че Маркони най-напред научава или поне вижда всички уреди и тяхното действие в лабораторията на близкия приятел на семейството си Аугусто Риги. Слушал е и някои лекции на Риги, макар че никога не е завършвал университет.

Има и  още нещо, което е отбелязано от много автори и също трябва да се спомене за пълнота при спомените за техническите основи на радиото и на безжичните комуникации. Риги е може би първият, но във всеки случай, със сигурност един от най-последователните при изучаване и доказване на факта, че спектърът на електромагнитните трептения е непрекъснат от най-ниски до най-високи честоти. Това не е било тривиална задача в първите години на създаващата се наука и практика на електромагнитното поле.

          Той,  Аугусто Риги, заедно с Лодж и Бозе, са основоположниците, пионерите в изучаване на явленията при свръхвисокочестотните и микровълновите трептения. Явления, от практическото приложения на които за около стотина година се развиха най-големите постижения в областта на комуникациите, радарите, ако щете – микровълновите печки.

         Аугусто Риги е роден на 27 август, 1850 година в Болоня. Там преминава основната част от неговия живот като учен, известен преподавател и професор по физика. Само в  младежките си години е известно време преподавател в други университети в Италия. Умира на 8 юни, 1920 г., в родния си град Болоня, месеци преди да навърши седемдесет години. В началото на 20 век е един от най-титулованите и прославени учени. Член и почетен член на много европейски и американски институти и академии. Публикува над 200 научни труда, някои с фундаментално значение за развитие на науката. А някои с пряко практическо приложение. Освен в областта на електромагнетизма, където има най-съществени успехи, работи върху електрическите явления на атомно ниво, токовете в газове, теорията на относителността (да, Риги е работил в тази област тогава, когато много хора не са разбирали даже идеите на СТО и ОТО(Обща теория на относителността), защото тя е еманация на синтезирано знание от физика и философия (та кога ли физиката не е била най-дълбока философия? ) – б.м., Безжичен).

          Най-важно за тези спомени е, че този учен никога не трябва да бъде пренебрегван или споменаван само във връзка с Маркони. Риги е един от първопроходците на радиото, макар че никога не се е занимавал пряко практически с това. Така от тримата пионери на много високите честоти – Лодж, Бозе и Риги– само първият има практически дейности. И все пак точните експерименти, измервания и обяснения на Риги изключително много подпомагат практиката на СВЧ (Свръхвисоки честоти – над 300 MHz– б.м., Безжичен) и по-високите честоти, но той не доживява тази част от модерната технологична революция, започнала в 30те години на 20 век.

(c) Bezzhichen (Безжичен), 2005 - 2011

N.B.  Авторът счита, че тази поредица е достатъчна, за да припомни за някои от най-заслужилите и сега позабравени или обвеяни с излишни (и невярни) легенди учени и инженери от края на 19 и началото на 20 век, и същeвременно да не отегчи  твърде много приятелите от сайт "Откровения".

[i] В своята книга ”Optics of the electrical oscillations" (1897) (един от фундаменталните му трудове, оригиналът е на италиански – „L'Ottica delle oscillazioni elettriche”) допринася съществено за създаване на научните основи  на радиоелектрониката и комуникациите на много високи честоти – над 10 GHz.

[ii] Има много легенди за Айнщайн – например, че е бил слаб по математика  като ученик и студент – нищо по-невярно – например единственото различно доказателство на теоремета на Питагор от времето, когато е била доказана по друг начин, е от края на 19 век и принадлежи на Айнщайн в най-младите му години – и при това е изключително оригинално и просто доказателство.

[iii] Например http://books.google.bg/books?id=NBLEAA6QKYkC&pg=PA479&lpg=PA479&dq

[iv] Отново ще цитираме класическия труд, “Syntony and Spark – The Origins of Radio”,  Hugh G.J. Aitken