Винахід, що безперечно мав найзначніший вплив на розвиток багатьох сфер людського життя у 20-му столітті, це без-дротовий зв’язок, який уможливив «миттєвий» контакт між будь-якими точками земної кулі. Заслугу цього відкриття за-звичай приписують Гільєльмо Марконі, проте сьогодні все біль-ше науковців визнають, що Джагдіш Чандра Бос публічно де-монстрував ті самі результати ще у 1896 році, випередивши італійця на цілих два роки! І хоча Марконі продовжував пошук удосконалення бездротового зв’язку, роботи Бос заклали основу мікрохвильового зв’язку, який лежить в основі найсучасніших телекомунікацій, розроблених багато років потому.
Джагдіш Чандра Бос народився в 1858 році в Маймсінгу, не-великому селі в штаті Бенгалія, на той час нерозділеному. По-чаткову освіту він отримував у сільській школі бенгальською мовою, а потім навчався в коледжі Святого Ксав’єра в Калькутті. Університетська освіта в Індії тоді ще була в самому зародку. Курси університетського рівня в коледжах почали пропонувати лише в 1860-х роках. Коли Дж. Ч. Бос отримав ступінь бакалавра фізики в 1879 році, він був, мабуть, одним із перших індійців, які навчалися за європейською системою. Примітно, що за кілька років Бос став одним із відомих учених у галузі фізики, він зро-бив важливі відкриття та був обраний членом Королівського товариства!
Отримавши ступінь бакалавра мистецтв у Калькутті, Бос по-дався до Англії вивчати медицину. Однак проблеми зі здоров’ям завадили йому повністю пройти цей курс, і він переорієнту-вався на фізичні науки, отримавши врешті у цій галузі ступінь бакалавра наук і бакалавра в Кембриджському та Лондонсько-му університетах у 1884 році. Його академічна кар’єра не дуже добре задокументована, але відомо, що одним з його викладачів у Кембриджі був знаменитий сер Рейлі, який виконав фун-даментальну теоретичну роботу з дифузії електромагнітного випромінювання, прикладом якого є видиме світло. Пізніші роботи Боса свідчать про те, що під час навчання він глибоко пройнявся атмосферою експериментів та відкриттів, яка охопи-ла науковий світ того часу.
Бос повернувся до Індії в 1885 році і влаштувався працювати викладачем фізики у президентському коледжі в Калькутті. Рівень його знань і розуміння речей визначається вже тим, що коли коледж запропонував йому зарплату, нижчу за ту, яку от-римували колеги-європейці, Бос взагалі відмовився від зар-платні й цілих три роки працював безкоштовно. Цей своєрідний протест таки був успішним, бо врешті-решт коледж виплатив йому повну зарплату за увесь період роботи.
У Президентському коледжі Бос виявив себе талановитим і популярним викладачем, його лекції були насичені експери-ментами та практичними демонстраціями. Для Боса світ фізики був надзвичайно захопливим, тож аби передати студентам його магію і розкрити єдність і взаємозв’язок природних явищ, він оживив свої лекції прикладами, анекдотами та цікавинками. І багато його учнів згодом лишили помітний слід у науці. Зокре-ма, серед таких був Ш. Бос (Satyendra Nath Bose), фізик-стати-стик, на честь якого названо сімейство елементарних субатом-них частинок — бозонів!
Чого на думку Боса не вистачало в індійських коледжах і уні-верситетах того часу, то це умов та обладнання для проведення дослідів. Всі його спроби покращити ситуацію хоча б на рівні президентського коледжу натикалися на стіну нерозуміння та байдужості. Тоді, незламний духом, Бос створив лабораторію з примітивним обладнанням просто у закинутій душовій кімнаті, що знаходилась на території фізичного факультету, і там розпо-чав свої оригінальні серйозні дослідження.
Область великого інтересу в той час була природа електро-магнітних хвиль. Електричні та магнітні явища вивчали про-тягом століття, і на той час було відомо, що рухомі електричні заряди, або струми, мають магнітні ефекти. Це властивість, що використовується для запуску електродвигуна за допомогою струму. Добре було відомо і те, що зміна магнітних полів призво-дить до виникнення у провідниках струмів, подібних до тих, що виникають у динамомашинах. Ці дані лягли в основу точної ма-тематичної теорії, яка продовжувала тведити, що коливальний електричний заряд випромінює хвилю комбінованих електрич-них і магнітних ефектів, або електромагнітну хвилю. Прикла-дом таких хвиль є звичайне видиме світло, яке, як було пока-зано, має хвилеподібні властивості.
Опершись на цю теорію, Генріх Герц продемонстрував за до-помогою лабораторних експериментів, що різні електричні струми призводять до поєднання електричних і магнітних ефе-ктів, які рухаються як «хвилі». Ці хвилі в усіх відношеннях по-водилися як звичайне світло, але з більшою довжиною хвилі. Розміри хвиль видимого світла складають одну тисячну мілі-метра, тоді як рукотворні хвилі Герца мали розміри від кількох сантиметрів до кількох метрів. Хвилі Герца відповідно і роз-сіювалися набагато менше, ніж короткі хвилі, і могли легко обтікати незначні перешкоди, точнісінько як морські хвилі, яким аж ніяк не перешкоджатиме стовп, що стирчить із води! Це було захоплююче явище, і, звісно, одразу виник інтерес засто-сувати цей ефект для передачі сигналів на відстань.
Тож саме над дослідженням властивостей радіохвиль Герца Бос і працював у своїй імпровізованій лабораторії. Він створив електрообладнання для генерування змінного струму та «іск-рової» електрики, що випомінювала електромагнітні хвилі. У той час як Герц використовував генератори висотою близько метра, Бос використовував набагато менше обладнання, до сан-тиметра в діаметрі, для роботи з меншими, «сантиметровими», хвилями.
На додаток до цих генераторів хвиль Бос розробив способи виявлення хвиль на відстані, де хвилі були б набагато слабши-ми. Призначений для цього свого роду детектор складався з петель або згорнутих дротів, схожих на антени, але він підходив для виявлення електромагнітних хвиль значнішої довжини. От-же, для малих хвиль, з якими він працював, Бос розробив поро-жнини та резонатори відповідних розмірів. І, нарешті, щоб ви-являти хвилі високої частоти, він розробив пристрій, відомий як детектори з’єднання. Це були залізні наконечники, прити-снуті до залізного контакту, що працювали як детектори, ос-кільки ці з’єднання могли діяти як односторонній вхід для електричного струму.
Хвиля електромагнітного випромінювання складається з електричних і магнітних ефектів, які швидко досягають макси-муму в одному напрямку, спадають до нуля, а потім досягають максимуму в іншому напрямку. Коли хвиля резонує в порож-нині, вона створює слабкі струми, напрямки яких змінюються таким же чином. Але коли хвиля потрапляє на детектор з’єд-нання, який підключено до джерела живлення, це дозволяє струму текти протягом тільки однієї половини перемінного циклу. Це призводить до збільшення сили струму, що у декілька разів перевищує силу отриманої хвилі, яка протікає через з’єднання лише в одному напрямку, і цей струм можна виміряти приладом!
У ці роки Бос також розробив детектори з використанням кри-сталів галеніту. Ці кристали схо-жі на щойно описані з’єднання, за винятком того, що відповідні компоненти кристалічної струк-тури розташовані на атомному рівні. Використання цих криста-лів, по суті, було схоже на тех-нологію транзисторів, яка була розроблена багато років потому. За словами сера Невіла Мотта, який отримав Нобелівську пре-мію в 1977 році за внесок у твер-дотільну електроніку, «Дж. Ч. Бос випередив свій час принаймні на 60 років».
Використовуючи це обладнання, Дж. Ч. Бос провів дослід-ження властивостей електромагнітних хвиль у півсантимет-ровій зоні та ефективності проведення таких хвиль через ме-талеві трубки, що діяли як «хвилеводи». Ця робота Боса, по суті, була дуже важливим кроком у світі комунікацій.
Під час своїх досліджень Бос розробив ефективну систему передачі та прийому міліметрових електромагнітних хвиль. У 1895 році він продемонстрував захопленій аудиторії в Азій-ському товаристві в Калькутті бездротову передачу радіохвиль на відстань 75 футів крізь кам’яну стіну, щоб дзвонити в дзвін і запалювати порох! У 1896 році, після такої демонстрації, Daily Chronicle of England повідомила: «Винахідник (Дж. Ч. Бос) пере-дав сигнали на відстань майже в милю, і в цьому полягає перше, очевидне та надзвичайно цінне застосування цього нового те-оретичного дива».
Ці відстані були близькі до межі, на якій можна було викори-стовувати міліметрові хвилі. Передача сигналу на великі дистан-ції вимагала і хвиль великої довжини. Робота з такими хвилями була започаткована А.С. Поповим у Росії і остаточно доведена до рівня практичного застосування італійцем Марконі у 1898 році.
Хоча практична реалізація та комерційний успіх і належали інженеру Марконі, саме Дж. Ч. Бос розробив і продемонстрував цю технологію як нуковець. Адже насправді вся система Марко-ні працювала на основі пристрою, що приймає бездротовий си-гнал і зараз відомий як когерер. На сьогодні вже визнано, що конструкція когерера, використаного Марконі для знаменитої демонстрації 1897 року, була нічим іншим, як проєктом Боса.
Справа не в тому, що Бос не розумів комерційної цінності сво-го відкриття. Він негайно надіслав деталі своєї роботи лорду Рейлі та лорду Кельвіну в Англію, і вони визнали цінність вина-ходу свого колишнього учня та колеги. Бос також продовжив лекційні тури по Європі та США в 1896–97 та 1901–02 роках. Але він ніколи й ніде не приховував схему будови когерера, який, на його думку, мав вільно використовувати кожен. У листі до Ра-біндраната Тагора він писав: «…власник відомої телеграфної компанії… прийшов до мене особисто із бланком патенту в руках… Він пропонував фінансувати справу за половину прибутку і був готовий підписати угоду. Цей мультимільйонер прийшов до мене благати. Друже мій, хочу, щоб ти сам побачив цей жахливий потяг до наживи у нашій країні, цю всеохопну жагу багатства, цю хіть до гошей та ще більших грошей. Опинившись у цій пастці, я вже не мав би з неї виходу».
Окрім вражаючої передачі та виявлення радіосигналів, ро-бота Дж. Ч. Боса в останнє десятиліття 19 століття значно роз-ширила розуміння коротких електромагнітних хвиль і вико-ристання металевих порожнин та трубок для їх передачі, а та-кож рупорів і вигнутих поверхонь для їх спрямування. Десяти-літтями пізніше, коли всі зрозуміли обмежені можливості зви-чайних бездротових технологій, ці принципи стали актуаль-ними для розвитку мікрохвильового зв’язку, радарів, цифрових сигналів, що передаються через кабелі, і волоконно-оптичні те-хнології.
Поки ж торгівля та промисловість активно комерціалізували його відкриття, Бос звернув увагу на подальше наукове дослід-ження міліметрових хвиль. Коли він демонстрував свої експери-менти перед Королівським інститутом у 1897 році, то вже гово-рив про міліметрові хвилі, які повинні генеруватися сонцем, і міркувати, чому досі не було отримано жодної з них! Можливо, в атмосфері є компоненти, сонячного чи земного походження, які створюють перешкоди, припускав він. І ці його думки, також були пророчими, переганяючи свій час, тому що в 1942 році було відкрито мікрохвильове випромінювання сонця, а в 1944 році встановлено, що водяна пара сильно поглинає випромінювання в діапазоні 1,2 мм.
Поза дослідженням радіохвиль, Бос ще зі своїх студентських років захоплювався ботанікою, тож протягом 1900-х років він використовував досвід, набутий під час проведення точних, дрі-бних вимірювань, та свої знання про електромагнітні хвилі, щоб дослідити вплив цих хвиль на ріст рослин.
Використовуючи ті самі складні методи вивчення неживих та невидимих властивостей світла й радіохвиль, Бос вивчав ре-акцію видів рослин на радіацію, температуру, ушкодження, звук і всі фізичні впливи в цілому. Дослідникам-біологам зазвичай заважає те, що вони не є фахівцями в інструментах, якими кори-стуються, — навіть у мікроскопах. В результаті зміст досліджен-ня виходить обмежений підготовкою дослідника, а деякі аспек-ти поведінки рослин не досліджуються за замовчуванням. Але Бос був експертом у приладобудуванні і ботаніком за освітою.
Результатом став величезний каталог даних, а також народ-ження галузі біофізики рослин. Робота отримала широке ви-знання і мала великий вплив на хід досліджень у галузі наук про життя. У цей час світ медицини та психіатрії серйозно вивчав фізіологічне або суто хіміко-електричне походження емоцій. Робота Боса підняла питання про те, що коли вже рослини зазнавали хімічних і електричних змін під впливом подраз-ників, то чи не можна вважати, що вони також відчували емоції?
Сьогодні це твердження може здатися банальним і не суто науковим. Але поставлене питання насправді цілком наукове, бо не можна відкидати ідею без об’єктивного вивчення фактів. Незалежно від того, чи погоджуємося ми з тим, що існує «дратів-ливість» рослин, — що власне і вивчав Бос, — не можна запе-речувати цінність ретельного вимірювання ним змін електрич-ної та хімічної активності в рослинних клітинах під впливом усіх видів забруднення навколишнього середовища!
На початку 20 століття Дж. Ч. Бос багато подорожував і читав лекції про свої результати та припущення на різних форумах. І всюди його приймали як видатного представника індійської науки. У 1917 році Британська корона посвятила його в лицарі, а в 1920 році він був обраний членом Королівського товариства. У 1915 році він звільнився з Президентського коледжу, але був призначений почесним професором і отримав державну пенсію в розмірі 1500 рупій на місяць, що було на той час величезною сумою!
Окрім різнобічних наукових здібностей, Дж. Ч. Бос був також естетом і знавцем мистецтва. Він був хорошим другом Рабінд-раната Тагора і президентом Bengali Sahitya Parishad, або ж Това-риства бенгальської літератури. Він мав друзів серед письмен-ників далеко за кордоном, зокрема підтримував близькі сто-сунки з англійським драматургом Джорджем Бернардом Шоу, французьким письменником Роменом Роланом, сестрою Ніве-дітою та багатьма провідними діячами початку 20 століття. Стіни заснованого ним Інституту Боса були прикрашені дорого-цінними фресками і там були виставлені картини старих май-стрів.
Після виходу на пенсію Бос присвятив себе розбудові в Індії того, що він завжди вважав вирішальним для наукового прогре-су — добре забезпеченої установи для наукових досліджень. Тож у 1917 році Дж. Ч. Бос заснував Інститут Боса в Калькутті з метою ґрунтовного дослідження, як він писав, «багатьох досі невирішених питань новонародженої науки стосовно живого і неживого». Бос залишався директором цього інституту аж до своєї смерті 1937 р.
Сьогодні Інститут є однією з провідних інституцій Індії та відзначається різноманітністю галузей, у яких проводиться до-слідницька робота. Він має кафедри фізики, хімії, ботаніки, мікробіології, біохімії та біофізики, клітинної молекулярної ге-нетики, фізіології тварин, наук про навколишнє середовище та імунотехнології. У 1988 році був доданий Центр біоінформа-тики, який займався генною інженерією, біокристалографією, біоінформатикою та молекулярним моделюванням. Різнома-нітність сфер інтересів Інституту відображає багатогранність його засновника!