Владимир Зворыкин родился в 1888 году в Муроме в семье купца первой гильдии Козьмы Алексеевича. Отец будущего изобретателя торговал зерном, заседал в городской думе, был главой Муромского общественного банка и владел пароходством на Оке. Еще во время учебы в реальном училище Владимир проявлял любовь к физике и помогал учителю проводить опыты перед классом, а с отцом путешествовал по делам между Муромом и Нижним Новгородом и чинил неисправности в электросети судов — тяга Зворыкина к технике проявилась рано.
После окончания училища Зворыкин поступил в Петербургский технологический институт. Там его заметил профессор Розинг, проводивший опыты по "электронной телескопии", как тогда называли передачу изображения на расстояние. Розинг позвал Зворыкина ассистентом, тот согласился и тоже занялся новой технологией.
Телевидение механическое и электронное
Впервые идеи передачи изображения с помощью электричества появились в 1870-х годах, а к моменту, когда Зворыкин поступил в институт, необходимые технологии разрабатывали многие ученые из разных стран.
Самые передовые на тот момент системы были оптико-механические, с двумя продырявленными дисками. Отверстия были расположены по спирали, закрученной вокруг центра. Диск крутился, через отверстия проходил свет и попадал на фотоэлемент, а от фотоэлемента сигнал по проводам или радио шел на лампу, яркость которой менялась в соответствии с тем, сколько света проходило через первый диск. Между лампой и зрителем находился еще один диск, точная копия первого, который вращался с той же скоростью и глядя на который можно было увидеть ровно то, что было перед первым диском, только в низком качестве.
Технология была примитивной — сейчас такую систему можно собрать на коленке — и бесперспективной. Для работы оптико-механической системы нужен был яркий источник света, "телекамеру" нельзя было передвигать, а размер диска и количество отверстий были ограничены.
Розинг предлагал совсем другой подход — электронное телевидение, в котором картинка считывалась и передавалась с помощью вакуумных ламп и пучка электронов как на входе, так и на выходе. Такая система была устроена гораздо сложнее, чем два крутящихся диска с дырками, зато имела большой задел для развития.
В 1911 году группе Розинга, куда входил и Зворыкин, впервые удалось передать картинку на расстояние 200 метров. Это были просто четыре черные полоски на белом фоне, которые по радио перелетели с одного факультета Технологического института на другой. Маленький шаг для телевидения, но важный этап в жизни Зворыкина: после работы с Розингом он загорелся идеей электронного телевидения и стал настойчиво пробивать дорогу этой технологии.
Вскоре началась Первая мировая война, потом революция, а за ней — Гражданская война. В таких условиях заниматься вакуумными лампами и катодными лучами было невозможно, и Зворыкин решил уехать подальше от исторических потрясений и социальных экспериментов, в США.
Путь в Америку лежал через Омск. Там Зворыкин поступил на службу правительству Колчака и дважды съездил за океан как торговый агент, чтобы договориться о поставках машин и оборудования. До США Зворыкин добирался через Европу, а туда — по Иртышу, Оби и Северному Ледовитому океану. Во время второй командировки правительство Колчака пало, и Зворыкин на птичьих правах остался в Америке. У него не было денег, а по-английски он знал только одно слово — Westinghouse. Так называлась компания, разрабатывавшая радиоэлектронику.
Знакомство двух эмигрантов
Хотя Зворыкин даже толком не мог объясниться, его все равно взяли в Westinghouse. Правда, начальство до поры не видело перспектив у задумок русского инженера. "Судя по всему, парень толковый, а занимается ерундой. Найдите ему полезное применение" — так сказал про работу Зворыкина над телеприемником вице-президент компании. Все 1920-е годы Зворыкин занимался фотоэлементами и звукозаписью, но о мечте не забывал. В 1923-м он подал заявку на патент полностью электрической системы телевидения, а в 1925-м — технологии передачи цветного изображения.
Спустя еще три года Зворыкин познакомился с Дэвидом Сарновым, вице-президентом компании RCA. Сарнов был почти ровесником инженера и тоже эмигрантом: родился под Минском, а в Америке очутился еще ребенком. Он хотел построить национальную телевещательную сеть и предложил Зворыкину создать устройство, которое позволило бы осуществить этот план.
В 1920-х годах минусы оптико-механической технологии были очевидны, и все наперегонки пытались создать полностью электронное телевидение. Электронные кинескопы к тому времени существовали и использовались в первых телевизионных эфирах вместе с механическим передатчиком. Дело было за передачей сигнала без крутящихся механических деталей. Надежды были связаны с электронно-лучевой трубкой. Над конструкцией такой трубки и бились инженеры, в том числе Зворыкин.
В 1931 году Зворыкин создал иконоскоп, электронно-лучевую трубку для превращения картинки в электрический сигнал и дальнейшей передачи. Внутри находились светочувствительная мишень, покрытая миллионами микроскопических капель серебра, электронная пушка и катод, принимающий электроны.
Изображение проецировалось на облученную пушкой мишень, и свет выбивал из серебра электроны. Поскольку картинка где-то светлее, а где-то темнее, из одних капель вылетало больше электронов, из других — меньше. Это позволяло создать электрический аналог изображения, повторно облучая мишень, и передавать его на другие устройства. Но одной удачной конструкции было мало.
У Зворыкина и RCA были конкуренты, самые опасные — Фило Фарнсворт (профессор Хьюберт Фарнсворт из "Футурамы" назван в его честь) и венгр Кальман Тиханьи. Фарнсворт создал первое электронное передающее устройство, которое назвал диссектором. Диссектор представлял собой электронно-лучевую трубку, но без электронной пушки: электроны выбивались под действием падающего света и просто попадали на детектор. Устройство Фарнсворта было недостаточно чувствительным и подходило разве что для демонстрации кинофильмов — натурные съемки с ним было вести сложно.
Аппарат Тиханьи напоминал иконоскоп Зворыкина. Оба пытались запатентовать свои изобретения, но американское ведомство, куда поступили заявки, отказало и тому, и другому. Тиханьи вернулся в Венгрию, но там раскрыть потенциал устройства не удалось. В 1938 году RCA выкупила его технологию. К тому времени компания уже была законодателем мод на новом рынке.
В 1932-м началось вещание с передатчика RCA, установленного на Эмпайр-стейт-билдинг. В том же году RCA договорилась с британцами из EMI: те получили документацию на иконоскоп и вскоре создали свой аналог, эмитрон. В 1934 году по соглашению с RCA иконоскоп появился в Германии. Немецкая компания Telefunken использовала его для трансляций с берлинской Олимпиады. В 1937 году компания RCA фактически построила первый телецентр в СССР, который вещал с антенн на Шуховской башне. СССР наладил производство телевизоров ТК-1 по схемам, предоставленным RCA.
В приборе Зворыкина соединились лучшие идеи того времени, это был самый прогрессивный передатчик. Поставленный на поток, иконоскоп стал основой для первых полностью электронных систем телевидения.
Зворыкин ругает телевидение
Во время Второй мировой войны Зворыкин разрабатывал системы теле- и радионаведения ракет, приборов ночного видения, инфракрасных прицелов и инфракрасной подсветки для машин, чтобы ездить ночью без фар. Инженер дослужился до звания полковника.
Еще Зворыкин долго занимался медицинскими технологиями. Это он создал первый сканирующий электронный микроскоп, чтобы не только рассмотреть объект на просвет, но и узнать, что у него на поверхности. А в 1950-х Зворыкин создал систему эндорадиозондирования: пациент глотает радиопилюлю, и врач может понять, что происходит в пищеварительном тракте.