Малките мощни компютри, които носим в джобовете си, събират в себе си технологичната революция на 20 век.
[dropcap]К[/dropcap]огато говорим по мобилните си телефони или просто изпращаме СМС, изобщо не се замисляме колко ценно и трудно извоювано изобретение държим в ръцете си. Един средностатистически смартфон включва в себе си технологии, създадени с труда на хиляди учени, инженери, изобретатели и предприемачи в продължение на столетия.
Технологичните корени на съвременните мобилни телефони може да бъдат проследени до големите научни открития на Викторианската епоха. Британският учен Майкъл Фарадей (1791-1867) едва ли си е представял, че неговите революционни експерименти с електромагнитни полета ще доведат до създаването на нещо подобно на iPhone 6 или Galaxy S5.
Великият британски математик и физик Джеймс Максуел (1831-1879) обобщава труда на Фарадей и на други учени, като описва за първи път електромагнитните вълни в своя фундаментален труд „Динамична теория за електромагнитното поле“ от 1865 година.
Теорията на Максуел е превърната в практика две десетилетия по-късно. През 1888 година немският физик Хайнрих Рудолф Херц (1857-1894) демонстрира интересен експеримент пред своите ученици. Ученият изпраща искра между две устройства, разположени в двата края на стаята, без физическа връзка между тях.
Според анекдот Херц казал следното в отговор на свой ученик: „Не виждам каквато и да е разумна употреба на тази мистериозна невидима електромагнитна енергия.“ Днес знаем, че ученият не е бил прав за това, защото тази „мистериозна“ енергия (радиовълните) пренася телефонните ни разговори.
По същото време е била факт първата световна комуникационна мрежа, изградена от междуконтинентални телеграфни линии. Този „викториански интернет“ и откритията на Херц създават необходимите предпоставки за появата на радио комуникациите. Оставало някой да свърже тези два компонента, създавайки „безжичен телеграф“, който да използва „вълните на Херц“. Най-подходящ за тази мисия се оказва легендарният американски изобретател от сръбски произход Никола Тесла (1856-1943).
През 1893 година в град Сейнт Луис Тесла демонстрира пред публика предаването на безжичен сигнал на 10 метра разстояние, използвайки двата основни бъдещи елемента на радио комуникациите – предавател и приемник. При историческата демонстрация изобретателят споделя своята идея, че наблюдаваният феномен може да бъде използван на безжична комуникация по аналогия с телеграфа.
В този момент на историческата сцена излиза човекът, на когото трябва да благодарим за благословията и проклятието да бъдем свързани денонощно с целия свят. Този човек е будният италиански младеж Гулиелмо Маркони (1874-1937), който е на 19-годишна възраст, когато Тесла прави своята презентация на „безжичния телеграф“.
Вдъхновен от тази идея и добре запознат с работата на други пионери като Максуел и Херц, Маркони започва систематични експерименти с радиовълни. През 1895 година изобретателят вече разполага с практична апаратура, способна да предава безжични съобщения с морзов код на разстояние 2,4 километра.
Година по-късно Маркони подава заявка за първия патент, свързан с радио комуникацията, а през 1897 година изгражда първите радиостанции и основава първата компания за безжични комуникации – Wireless Telegraph and Signal Company (по-късно преименувана на The Marconi Company).
Така младият италианец слага началото на първата хайтек индустрия на 20 век и полага основите на една технология, без която нямаше да са възможни FM радиото, Wi-Fi, Bluetooth, LTE, сателитната навигация, както и изпращането на текстови съобщения от сорта на „Ще закъснея с 15 минути“ или „Извинявай за вчера“.
През 1909 година Маркони получава Нобелова награда за физика за „принос в развитието на безжичната телеграфия“ съвместно с Карл Фердинанд Браун.
В годината, в която Маркони създава първите радиостанции (1897) се случва и друго важно събитие. Британският Джей Джей Томпсън открива субатомната частица с отрицателен електрически заряд, която днес наричаме електрон. Това откритие дава на човечеството представа за природата на електричеството. За своя принос Томпсън получава Нобеловата награда за физика през 1906 година.
Следващата стъпка прави британският физик Оуен Уилямс Ричардсън в самото начало на 20 век. Ученият открива и изследва така наречената термионна емисия – излъчване на електрони от нагорещен електрод във вакуум. Ричардсън получава Нобеловата награда за физика през 1928 година, а неговата работа осигурява теоретичната основа за създаването на първите електронни компоненти.
Ключовата роля за превръщането на това познание в технология се пада на един от малцината експерти в областите на електричеството и на радиото в тази епоха – британският физик Джон Амброуз Флеминг (1849-1945). Той става първият професор по електричество в University College London, учен и научен консултант на Marconi Company.
Сър Флеминг е запознат с работата на Ричардсън и успява да открие практическото приложение на термионната емисия, изобретявайки първата вакуумна лампа (т.нар. вакуумен диод) през 1904 година. Вакуумният диод намира приложение като детектор в радиоприемниците и е широко използван чак до 60-те години на века.
Две години по-късно, през 1906 година, американският учен Лий де Форест надгражда и усъвършенства изобретението на Флеминг, създавайки класическата „вакуумна лампа“ – вакуумна тръба с три електрода, наречена триод. Това откритие поставя основата за развитието на електрониката. От този момент двете технологии – на компютрите и на радиотехниката – се развиват паралелно, за да се обединят отново в края на столетието.
Следващата голяма стъпка по пътя към нашите „умни телефони“ е появата на полупроводниците. След няколко десетилетия изследвания в областта големият пробив се случва през 1947 година в лабораториите на AT&T Bell Telephone Laboratory (легендарните Bell Labs). Изследователите Джон Бардийн, Уилям Шокли и Уолтър Братейн демонстрират технология за усилване на електрически сигнал с използването на полупроводников материал.
Тази технология е транзисторът – историческо изобретение, което отваря широко вратите към технологична революция през втората половина на 20-ти век. Полупроводниковите компоненти позволяват създаването на много по-компактни, мощни и ефективни електронни устройства.
За историческия си принос Бардийн, Шокли и Братейн получават Нобелова награда за физика през 1956 година. Това е поредният сериозен научен пробив, без който щеше да е невъзможно да пишем SMS съобщения.
Следващата стъпка в развитието на съвременната електроника също носи Нобелова награда на своя автор. Призът за физика за 2000 година е връчен на американският инженер Джак Килби. Неговата заслуга е, че през 1958 година, докато работи за Texas Instruments, изобретява интегрална схема – „пакетиране“ на голям брой електронни компоненти върху силициева подложка.
Това откритие дава началото на продължаващия и в момента процес, който прави компютрите все по-мощни и по-компактни (описан в прочутия „Закон на Мур“).
