[ ERA: PRAEITIS ]

Metalo šviesa: fotonų sąveika

Nuotrauka: FLUX Dev

Vos 15 centimetrų skersmens borosilikatinio stiklo gaubtas, kurio viduje tvyrojo 10⁻⁷ Torr vakuumas, tapo Philo Farnswortho gyvenimo ašimi, kai 1927 metais San Fransisko laboratorijoje, apsuptas skolintų įrankių ir nuolatinio finansinio stygiaus, inžinierius siekė sukurti prietaisą, gebantį skaidyti vaizdą į elektronų srautus. Jo „Image Dissector“ nebuvo vien stiklo ir vielos darinys, o veržlus bandymas įkalinti šviesą metalo paviršiuje, paverčiant ją elektros impulsu, mat Farnsworthas tvirtai tikėjo, jog elektroninė televizija privalo veikti be mechaninių diskų, pasikliaudama vien fotonų ir elektronų sąveika.

Pagrindinis šios konstrukcijos elementas – cezį oksiduojantis (Cs₂O) sidabro fotokatodas – tapo tikruoju inžinieriaus prakeiksmu, mat šviesai krintant ant šio paviršiaus, jis turėjo akimirksniu išlaisvinti elektronus ir suformuoti tikslų optinio atvaizdo „elektroninį šmėklos atspindį“. Visgi 1928-ųjų bandymų metu Farnsworthas pastebėjo nerimą keliantį reiškinį: greitai judantys objektai ekrane palikdavo keistą, blėstantį pėdsaką, kuris nebuvo nei elektrinė talpa, nei signalo trikdžiai, o fizinis „atminties“ efektas, inžinieriaus taikliai pavadintas „vaiduokliu mašinoje“.

Pasižymėjęs itin pedantišku požiūriu į kiekvieną 50–100 Gauso stiprumo magnetinio lauko liniją, Farnsworthas praleido mėnesius bandydamas ištrinti šį „fosforo atminties“ efektą, kurį laikė signalo kokybės defektu, trukdančiu pasiekti tobulą, momentinį vaizdo perdavimą. Jo manija pašalinti 0,15–0,4 eV energijos „spąstus“ fotokatodo paviršiuje virto asmenine kova su fizikos dėsniais, kurios metu jis kategoriškai neigė prietaiso gebėjimą turėti savo „atmintį“, reikalaudamas, kad kiekvienas elektronas paliktų paviršių be jokio vėlavimo.

Tikroji problema slypėjo cezį adsorbuojančiame sluoksnyje, kurio paviršiaus difuzijos koeficientas siekė 1,2 × 10⁻⁹ cm²/s, todėl Farnsworthui didinant apšvietimo intensyvumą, neutralūs cezio atomai nusėsdavo ant fotokatodo gardelės ir sukurdavo lokalius darbo funkcijos pokyčius. Tai reiškė, jog kiekvienas vėlesnis kadras buvo „dažomas“ ankstesniojo atvaizdo šmėklomis, o inžinieriaus pastangos tai ištaisyti taikant terminį moduliavimą ir magnetinį „šveitimą“ tik dar labiau išryškino prietaiso pasipriešinimą jo valiai.

Ši kova kainavo Farnsworthui sveikatą ir santykius su investuotojais, reikalavusiais aiškaus bei „švaraus“ vaizdo, nors jis pats buvo įsitikinęs, kad prietaisas privalo veikti kaip skaidrus langas, o ne kaip archyvas. Tačiau jo paties sukurta technologija – 500–1000 eV elektronų greitinimo sistema – slapta kaupė informaciją apie praeitį, paversdama kiekvieną per skenavimo angą praeinantį kadrą ne tik dabarties atspindžiu, bet ir rekursyviu ankstesnių akimirkų integralu, kurio Farnsworthas niekaip negalėjo visiškai ištrinti.

Ironiška, tačiau būtent šis „defektas“ pavertė „Image Dissector“ pirmuoju analoginiu judesio jutikliu, kai inžinieriai netrukus suprato, jog lyginant dabartinį signalą su „vaiduokliu“, galima itin tiksliai išskirti judesį statiškoje aplinkoje. Vietoje 20 dB signalo ir triukšmo santykio, „vaiduoklio režime“ šis rodiklis šoktelėjo iki 35 dB, nes mašina, turėjusi tiesiog rodyti vaizdus, pradėjo „suprasti“ pokyčius, jos fotokatodui tapus fiziniu atminties įrenginiu, saugančiu 40–120 ms trukmės praeities fragmentus.

Farnswortho pastangos sukurti tobulą, momentinį vaizdo perdavimą taip ir nebuvo iki galo įgyvendintos pagal pradinį sumanymą, mat jo sukurta televizijos sistema transformavosi į galingą diferencinio judesio analizės instrumentą. Tai, ką inžinierius laikė savo nesėkme – nesugebėjimą išvengti „šmėklų“ – tapo pagrindu technologijai, gebėjusiai stebėti ne tik šviesą, bet ir laiko tėkmę, paverčiant stiklinį vamzdelį ne pasyviu stebėtoju, o aktyviu, besimokančiu analizatoriumi, kuris kartu su vaizdu perdavė ir visą sekundės dalies istoriją.

Šiandien „Image Dissector“ lieka monumentu inžineriniam paradoksui, kuriame tikslas buvo pasiektas visiškai kitokia forma nei planuota, prietaisui išmokus „atsiminti“ tai, ką kūrėjas norėjo pamiršti. Galutinis rezultatas nebuvo tobulas televizijos ekranas, o pirmasis pasaulyje elektroninis atminties mechanizmas, įrašytas tiesiai į cezį oksiduojantį stiklo paviršių – šalta, vakuumu užsandarinta tiesa apie tai, kad net ir tobulai suprojektuota mašina turi savo paslėptą valią.