Передача любого вида информации на расстояние связана с передачей электромагнитных колебаний. Телефонная связь обходится сравнительно узким спектром частот: от трехсот до трех тысяч колебаний в секунду. Именно поэтому мы очень часто не узнаём в телефонной трубке голос собеседника.
Идея Шмакова и Куприянова состояла не в простом совмещении в одном телефонном проводе трех разговоров. Такой эксперимент бессмыслен: в линии бы всё перемешалось, и ни один из шести разговаривающих ничего бы не понял. Из трубок неслись бы непонятные звуки, обрывки фраз, отдельные слова.
Чтобы избежать этого словесного сумбура, Шмаков и Куприянов задумали разделить в одном проводе три разговора, а затем на приемном конце выделить их и направить каждый по назначению, в нужный телефонный аппарат. Что значит разделить три разговора, когда все они занимают один и тот же спектр? Ведь не построишь же в самом деле в проводе разделительные барьеры?!
Ученые нашли оригинальное решение проблемы. Не сужая полосу, они попытались два из трех разговоров «перенести» в более высокую область частот. Теперь говорящие по одной телефонной линии не мешали друг другу. Такие три разговора можно сравнить с бегунами, каждый из которых бежит по своей дорожке плечом к плечу с соперником. Для того чтобы осуществить перенос низкочастотного телефонного спектра в более высокую область частот (как говорят в подобных случаях в радиотехнике, «преобразовать частоты»), Шмакову и Куприянову пришлось сконструировать специальные ламповые генераторы.
Преобразование удалось. Измерительные приборы зарегистрировали три спектра равной ширины, но разных частот, Возникла новая задача: выделить в каждый телефонный аппарат только ему предназначенный разговор.
Задача оказалась не из простых. Они размышляли врозь и вместе, просматривали иностранные патенты из области радиотехники, но вперед не продвигались. Шмаков ходил угрюмый и раздраженный; Куприянов спокойнее переносил неудачу.
Мандельштам и Папалекси сами заметили неладное. Да и как не заметить, когда обычно разговорчивый Шмаков целыми днями молчал, а по вечерам запирался в своей комнате. Мандельштам и Папалекси жили в ту пору у Шмакова в Сокольниках. Долгое время они не имели в Москве собственного жилья. Зато здесь, на Шаболовке, по сравнению с Одессой открылись возможности для научных исследований.
История науки знает много примеров дружбы ученых. Мандельштама и Папалекси не назовешь просто друзьями. Почти ровесники (Мандельштам на год старше), они, как сиамские близнецы, были всю жизнь неразлучны. В ученом мире их фамилии давно слились воедино.
Они познакомились в девятисотом году в Страсбургском университете, на кафедре знаменитого физика Фердинанда Брауна (помните трубку Брауна, которую Борис Львович Розинг использовал в своем электрическом телескопе?).
Темы первых научных исследований Мандельштама и Папалекси касались электрических колебаний и применения их в радиотелеграфии. Эти проблемы тогда больше всего занимали Ф. Брауна. Успех выпал и на долю учителя, и на долю учеников. Фердинанд Браун стал лауреатом Нобелевской премии, а Мандельштам и Папалекси, которым еще не исполнилось и двадцати пяти, — докторами натуральной философии.
Шмакова удивляли взаимоотношения Мандельштама и Папалекси. Совсем непохожие и разные характерами, они понимали друг друга с полуслова. Леонид Исаакович Мандельштам даже в сорок пять лет сохранил юношескую подвижность, был неизменно весел и остроумен. Каштановые волосы он зачесывал набок. Его лицо украшали маленькие аккуратные усики. Хитрые, прищуренные глаза, казалось, ни на что не обращали внимания. Он скорее походил на преуспевающего коммивояжера-иностранца, чем на ученого с мировым именем.
Николай Дмитриевич Папалекси, напротив, даже внешне был «типичным» ученым. Замкнутый и молчаливый, он обычно сдержанно реагировал на шутки и каламбуры своего друга. От своих предков —жителей древней Эллады — Папалекси унаследовал горделивую походку, прямые волосы, смуглую кожу и темные глаза...
Они во всем были разными. В любой проблеме Мандельштама привлекала прежде всего теоретическая сторона, и когда вопрос становился ясным, Мандельштам часто даже терял к нему интерес. Папалекси напротив всегда стремился к практическому использованию теоретических исследований.
Шмаков не раз замечал, как Папалекси ограждал друга от мелочных забот, от неинтересной для него работы. Все, что Мандельштаму было в тягость, брал на себя Папалекси. И делал это так осторожно, что сам Мандельштам ничего не подозревал.
Обычно, когда по вечерам перед сном Мандельштам и Папалекси отправлялись бродить по Сокольникам, Шмаков присоединялся к ним.
— Чур, о делах не говорить, — выходя за калитку, предупреждал Мандельштам.
Но именно он первым и начинал разговор о делах. Сделав несколько остроумных замечаний о погоде или о каком-нибудь встречном прохожем, он вдруг спрашивал:
— Павел Васильевич, что там у вас новенького с радиотелефоном?
Шмаков всегда ждал этого вопроса и, отвечая на него, старался запомнить каждую реплику Мандельштама или Папалекси. На следующий день он подробно рассказывал Куприянову о беседе с ними.
Но на этот раз, когда опыты зашли в тупик, Шмаков скрыл свою неудачу от Мандельштама и Папалекси. Он поступил так не из гордости, не из боязни признаться в собственном бессилии. Задача казалась ему неразрешимой. Он был уверен в этом и не хотел раньше времени огорчать своих знаменитых консультантов.
Но вездесущий Мандельштам обо всем догадался. Однажды он постучал в дверь к Шмакову.
— Павел Васильевич, что же это вы откололись от нас, перестали перед сном гулять? Пойдемте-ка побродим, побеседуем. Нехорошо отшельничать...
Пришлось подчиниться. На улице, не дожидаясь вопросов, Шмаков рассказал обо всех неудачах последних дней. Они слушали молча, сочувственно поглядывая на него. Сложность проблемы была очевидной. Но вот неразрешимость...
Мандельштам и Папалекси помогли решить задачу.
Для расфильтровки телефонных разговоров они предложили использовать колебательные контуры. Колебательные, или, как иначе их называют, резонансные, контуры в то время довольно широко применялись в радиоприемниках. Такой контур сам по себе фильтр, но выбирает он только одну частоту. Шмаков и Куприянов соединили гирляндами несколько контуров и получили три фильтра — трое «ворот» для телефонных разговоров по одной линии.
Испытывали радиотелефон в Москве. В разных концах города установили шесть аппаратов, построенных Шмаковым и Куприяновым. Между ними проложили всего одну телефонную линию. И она связала всех абонентов. Этот эксперимент демонстрировался на научно-технической коллегии ВСНХ.
В науке часто так случается: ищешь одно, а находишь совсем другое. Шмаков задумал построить «говорящую» радиостанцию, а построил аппаратуру уплотнения. Слово «уплотнение» — технический термин, но он буквально расшифровывает физическую суть аппаратуры. Шмаков и Куприянов своим радиотелефоном уплотнили соединительную линию тремя телефонными разговорами. И справедливо назвали свой способ «многократным радиотелефонированием по проводам».
Сегодня цифра три кажется ничтожной. Современные системы позволяют по одному кабелю вести сотни таких разговоров. Тут же, ничуть не мешая разговаривающим, транслируется телевизионная программа со звуковым сопровождением.
Все эти чудеса называются очень скромно: многоканальная дальняя связь. Официально ее история начинается позже шаболовских экспериментов. Это незаслуженно. Шмаков и Куприянов провели теоретические исследования и завершили свою работу солидными математическими выкладками. В ряде статей они сообщили о результатах работы. И потому возьмем на себя смелость назвать их пионерами многоканальной дальней связи...
Испытав радиотелефон в Москве, Шмаков, захватив с собой комплект аппаратуры, отправился на один из полустанков Ярославской железной дороги. С другим комплектом остался на Шаболовке Куприянов.
