В 1812 году глубокие воды Невы были сотрясены глухими раскатами взрывов. Каждому взрыву в подводной глубине предшествовало легкое нажатие пальцев на рычажок аппарата, стоящего на берегу. Это электротехник-изобретатель Павел Львович Шиллинг (1786-1837) проводил опыт взрывания подводных мин на расстоянии. Именно эти успешные опыты зародили в нём мысль использовать электричество для передачи информации.
Но сначала немного о самом Павле Шиллинге.
Павел Львович Шиллинг родился в городе Ревеле (ныне Таллинн) в семье офицера русской армии в 1786 году. Учился в кадетском корпусе и далее, после недолгой военной службы, с 1803-го по 1812 г. работал переводчиком, а затем секретарем в русском посольстве в Мюнхене. В этом городе Шиллинг познакомился с немецким исследователем С.Т. Земмерингом и принимал участие в его электротехнических опытах. Участвовал в сражениях Отечественной войны 1812 года.
Будучи в 1815 г. по служебным делам в Париже, общался с французскими учеными, в том числе с А.М. Ампером. К тому времени обозначился весьма широкий круг научных интересов Шиллинга, куда входили и "электроминная" техника, и телеграфия, и востоковедение, и криптография, и литография, и кабельная техника.
После войны Павле Львович Шиллинг служил в Министерстве иностранных дел. Он изучил литографию и создал первую в России гражданскую литографию для печатания географических карт.
Хобби Шиллинга - востоковедение - сделало его имя широко известным. В поездке по Восточной Сибири в 1830-1831 гг. Павел Львович собрал огромную коллекцию тибетско-монгольских литературных памятников В 1828 году он был избран членом-корреспондентом Петербургской академии наук по направлению литературы и древностей Востока.
Но вошел Шиллинг в историю благодаря его работам в области электричества.
Как написано в самом начале этой статьи, ещё в 1812 году Шиллинг проводил опыт взрывания подводных мин на расстоянии.
Подводивший ток к скрытым в глубине реки минам «электрический проводник» Шиллинга с изоляцией из каучука и лаковой мастики был прообразом современных кабелей.
Испытание подрывной системы Шиллинга прошло успешно. Оно показало плодотворность идеи использования электричества как средства помогающего преодолевать пространство. Это окрылило изобретателя, и он поставил перед собой цель - заставить электричество служить средством связи.
сведения о телеграфе как о вполне законченном изобретении встречаются еще до 1830 г. Так, например, сослуживец Шиллинга Ф. П. Фонтон в мае 1829-го писал:
"Весьма мало известно, что Шиллинг изобрел новый образ телеграфа. Посредством электрического тока, проводимого по проволокам, растянутым между двумя пунктами, он проводит знаки, коих комбинации составляют алфавит, слова, речения и так далее. Это кажется маловажным, но со временем и усовершенствованием оно заменит наши теперешние телеграфы, которые при туманной неясной погоде или когда сон нападает на телеграфщиков, что так же часто, как туманы, делаются немыми".
Тут речь идёт о оптическом или семафорном телеграфе, который предшествовал электромагнитному, когда информацию передавали посредством огней и других световых сигналов, или же помощью особых приборов с подвижными частями, различные взаимные положения которых и должны составлять условные знаки. Естественно, плохие погодные условия, например, туман, мешали передачи информации таким способом.
Первая публичная демонстрация нового телеграфа происходила в октябре 1832 года на квартире Шиллинга в Санкт-Петербурге. Первую телеграмму, состоящую из десяти слов, принял лично Павел Львович Шиллинг. В основе изобретения лежало явление взаимодействия проводника с током и магнитом, открытое датским физиком Эрстедом.
Приёмный аппарат Шиллинга состоял из шести магнитных стрелок к которым были прикреплены кружки - белые с одной и черные с другой стороны. Нажатием клавишей передающего аппарата можно было ставить кружки в различные положения и, пользуясь условными комбинациями их, передавать весь алфавит.
Через три года, в 1835 году он с успехом демонстрировал телеграф на съезде естествоиспытателей и врачей в Бонне.
В 1836 году опыты с электромагнитным телеграфом начал проводить англичанин Кук. Он намеревался применить его на железных дорогах. Позже он пригласил себе в сотрудники профессора Уитстона и вместе с ним в 1837 году получил патент на конструкцию телеграфа. Шиллинг же, имея приоритет в этой области, патентованием не озаботился.
Вскоре русское правительство образовало "Комитет для рассмотрения электромагнетического телеграфа" (под председательством морского министра). Комитет предложил Шиллингу установить телеграф в здании Главного Адмиралтейства для длительных испытаний его в условиях, близких к эксплуатационным. Аппараты располагались в противоположных концах длинного здания, провода были проложены частично под землей, частично под водой. Однако из-за неполадок линию так и не ввели в действие. В мае 1837 г. Комитет поручил Шиллингу устроить телеграфное сообщение между Петергофом и Кронштадтом и для этого составить проект и смету.
Для сооружения подводной линии был необходим хорошо изолированный кабель.
В первой - сухопутной - линии телеграфа Шиллинга провода были проложены под землей и заключены в стеклянные трубки. Стыки трубок прикрывались резиновыми муфтами, обмазанными особым составом. Отдельные провода, заключенные в стеклянную трубку, были изолированы друг от друга при помощи бумажной пряжи.
Такая проводка была ненадежной даже для подземного кабеля, а для подводного и совсем непригодной. Изобретатель занялся изысканием способов устройства надежного подводного кабеля. Испытания образцов кабеля с каучуковой изоляцией, созданного Шиллингом, были успешны. Россия стала родиной изолированного кабеля.
Выполнить поручение ученый не успел: летом 1837 г. Павел Львович Шиллинг скончался.
Ну а первой регулярной телеграфной линией стала созданная в 1841 году линия Зимний дворец - Генеральный штаб.
В России работу над электромагнитным телеграфом продолжил Борис Семёнович Якоби(родился в 1801 году в Германии в Потсдаме, с 1835 года на русской службе). Он тщательно изучил наследство Шиллинга и к 1839 году создал несколько оригинальных систем телеграфных аппаратов. Самым важным из них был "пишущий телеграф".
В пишущем аппарате Якоби электромагнит при помощи системы рычагов приводил в движение карандаш. Запись сигналов производилась на фарфоровой доске, которая двигалась на каретке под действием часового механизма. Телеграфный аппарат Якоби в течение нескольких лет успешно работал на "царских" линиях: Зимний дворец - Главный штаб - Царское Село. Однако ученый не был доволен его работой. Зигзагообразные записи принятых депеш трудно поддавались расшифровке, мало удобным было также устройство каретки с экраном.
В течение многих лет Якоби продолжал совершенствование своего изобретения. В 1845 г. он создал абсолютно новую конструкцию стрелочного синхронного аппарата с горизонтальным циферблатом, электромагнитным приводом и прямой клавиатурой. Этот аппарат получил практическое применение в России, в Европе и стал основой для многих других синхронных телеграфных аппаратов. А в 1850 г. Якоби изобрел первый в мире буквопечатающий телеграфный аппарат, работающий по принципу синхронного движения. Это изобретение было одним из крупнейших достижений электротехники середины XIX века.
В своем буквопечатающем аппарате изобретатель использовал все основные идеи, успешно реализованные им в стрелочном телеграфе. Это относится прежде всего к принципу синфазности и синхронности, который был впоследствии положен в основу телеграфных аппаратов Д. Юза, В. Сименса и Э. Бодо. Этот принцип сохранил свое значение и для современных буквопечатающих аппаратов.
Однако правительство считало изобретение Якоби военным секретом и не разрешало ученому публиковать его описание. О нем даже в России знали немногие, до тех пор, пока в Берлине Якоби не показал чертежи своим "давнишним друзьям". Этим воспользовался В. Сименс, внесший в конструкцию устройства Якоби некоторые изменения, и совместно с механиком И. Гальске организовавший серийное производство таких телефонных аппаратов. Так было положено начало деятельности всемирно известной электротехнической фирмы "Сименс и Гальске". А Якоби в 1851 г. писал, что "та же самая система, которую я впервые ввел, принята в настоящее время в Америке и в большинстве стран Европы".
В 1844 году Якоби приступает к решению задачи огромного по тем временам масштаба. Департамент железных дорог приглашает его для устройства линии вдоль Петербургско-Московской железной дороги. Якоби предполагал применить здесь ряд своих изобретений. Так, например, он намеревался включить в линию особую вспомогательную батарею, дающую возможность в случае повреждения изоляции подземного кабеля вести бесперебойную передачу. Пользу от такой батареи он установил ещё в ходе работы над Петербургско-Царскосельской линией. Следует заметить, что такое устройство было впоследствии применено при прокладке кабеля по дну Атлантического океана.
Но в самый разгар работы Якоби над линией между Москвой и Петербургом министр путей сообщения Клейнмихель и подрядчики отдали прокладку линии иностранным концессионерам - Сименсу и другим. Подрядчики, которым отдал царский министр строительство телеграфной линии, нажили на концессии миллионы.
К работе над телеграфом Якоби возвращался ещё не раз. В 1850 году он создает буквопечатающий аппарат - прообраз аппаратов наших дней.
Пробить своему изобретению дорогу в широкий мир Якоби не удалось. Правительство пренебрегло работами учёного по электротелеграфии.
Разносторонний учёный, Якоби развил и труды Шиллинга по применению электричества в минном деле. По предложению Якоби в инженерном ведомстве русской армии были созданы «Гальванерные отделы».
Самая первая телеграфная станция начала действовать с 1 октября 1852 года в здании Николаевского вокзала (теперь Ленинградский и Московский вокзалы в Санкт-Петербурге и Москве, соответственно). Теперь телеграмму в Москву или Санкт-Петербург мог отправить любой человек, при этом доставка осуществлялась специальными почтальонами на бричках и велосипедах - все понимали, что это не письмо и передать информацию надо быстро. Стоимость отправки сообщения по городу составляла 15 копеек за факт отправки сообщения и сверх этого - по копейке за слово - по тем временам, тариф значительный. Если сообщение было междугородним, то применялась уже дополнительная тарификация. Линия Петербург-Москва стала первой протяжённой телеграфной линией в России (её длина составила 655 км.).
К концу 1855 года телеграфные линии уже соединили города по всей Центральной России и потянулись в Европу (к Варшаве), Крым, Молдову. Наличие скоростных каналов передачи данных упрощало управление государственными органами власти и войсками. Тогда же началось внедрение телеграфа для работы дипломатических представительств и полиции. В среднем, донесение размером с одну страницу А4 "проскакивало" из Европы в Санкт-Петербург за час - фантастический результат по тем временам. Чуть позже с помощью телеграфных станций был организован еще один полезный сервис - точная установка времени. До атомных часов на спутниках связи было еще далеко, поэтому с помощью телеграфных станций, находившихся к концу XIX века почти во всех крупных городах Российской Империи, производилась установка единого времени по хронометру Главного штаба. Каждое утро для телеграфистов всей страны начиналось с сигнала "Слушай" с Зимнего Дворца, через пять минут передавалась команда "Часы" и "ходики" по всей стране стартовали одновременно.
Как друг Александра Пушкина изобрел первый в мире телеграф, электрический подрыв мины и самый стойкий шифр
Изобретатель первого в мире телеграфа и автор первого в истории человечества подрыва мины по электрическому проводу. Создатель первого в мире телеграфного кода и самого лучшего в XIX веке секретного шифра. Друг Александра Сергеевича Пушкина и создатель первой в России литографии (способ тиражирования изображений). Русский гусар, штурмовавший Париж, и первый в Европе исследователь тибетского и монгольского буддизма, ученый и дипломат. Все это один человек - Павел Львович Шиллинг, выдающийся российский изобретатель эпохи Пушкина и наполеоновских войн. Пожалуй, один из последних представителей плеяды энциклопедистов, «универсальных ученых» эпохи Просвещения, оставивших яркий след во многих зачастую далеких друг от друга сферах мировой науки и техники.
О, сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух
И Опыт, сын ошибок трудных,
И Гений, парадоксов друг…
Эти знаменитые пушкинские строки, по мнению большинства исследователей творчества великого поэта, посвящены именно Павлу Шиллингу и написаны в те дни, когда их автор вместе с ним собирался в экспедицию на Дальний Восток, к границам Монголии и Китая.
Гения русской поэзии знают все, в то время как его ученый друг известен куда меньше. Хотя в русской науке и истории он по праву занимает важное место.
Профиль Павла Шиллинга, нарисованный А.С.Пушкиным в альбоме Е.Н.Ушаковой в ноябре 1829 года
Первая в мире электрическая мина
Будущий изобретатель телеграфа родился на землях Российской империи в Ревеле 16 апреля 1786 года. В соответствии с происхождением и традицией младенца нарекли Пауль Людвиг, барон фон Шиллинг фон Канштадт. Его отец был немецким бароном перешедшим на русскую службу, где дослужился до полковника, и получил за храбрость высшую военную награду - орден Святого Георгия.
Через несколько месяцев после рождения будущий автор множества изобретений оказался в самом центре России, в Казани, где его отец командовал Низовским пехотным полком. Здесь прошло все детство Пауля, тут он стал Павлом, отсюда в 11 лет после смерти отца уехал в Петербург учиться в кадетском корпусе. В документах Российской империи его записали как Павел Львович Шиллинг - под этим именем он и вошел в русскую историю.
Во время учебы Павел Шиллинг проявил способности к математике и топографии, поэтому по окончании кадетского корпуса в 1802 году он был зачислен в Квартирмейстерскую часть свиты Его Императорского Величества - прообразе Генштаба, где молодой офицер занимался подготовкой топографических карт и штабных расчетов.
В те годы в центре Европы назревала большая война между наполеоновской Францией и царской Россией. И генштабиста Павла Шиллинга переводят в Министерство иностранных дел, в должности секретаря он служит в русском посольстве в Мюнхене, тогда столице самостоятельного Баварского государства.
Шиллинг стал сотрудником нашей военной разведки - в то время функции дипломата и разведчика смешивались еще больше, чем в наше время. Бавария тогда была фактическим вассалом Наполеона, и Петербургу требовалось знать о внутренней ситуации и военном потенциале этого королевства.
Но Мюнхен в то время был еще и одним из центров германской науки. Вращаясь в кругах высшего света, молодой дипломат и разведчик знакомился не только с аристократами и военными, но и с выдающимися европейскими учеными своего времени. В итоге Павел Шиллинг увлекся изучением восточных языков и опытами с электричеством.
Человечество тогда лишь открывало тайны движения электрических зарядов, различные «гальванические» опыты рассматривались скорее как забавное развлечение. Но Павел Шиллинг, предположил, что искра электрического заряда в проводах способна заменить в военном деле пороховой фитиль.
Тем временем началась большая война с Наполеоном, в июле 1812 года русское посольство эвакуировалось в Петербург, и здесь Павел Шиллинг тут же предложил свое изобретение военному ведомству. Он взялся подорвать пороховой заряд под водой, чтобы можно было сделать минные заграждения, способные надежно прикрыть столицу Российской империи с моря. В разгар Отечественной войны, когда солдаты Наполеона занимали Москву, в Петербурге на берегу Невы было осуществлено несколько первых в мире экспериментальных подрывов пороховых зарядов под водой при помощи электричества.
Карты для русской армии
Опыты с электрическими минами прошли успешно. Современники назвали их «дальнезажиганием». В декабре 1812 года был сформирован лейб-гвардии Саперный батальон, в котором продолжили дальнейшие работы над опытами Шиллинга по электрическим запалам и подрывам. Сам же автор изобретения, отказавшись от комфортного дипломатического чина, добровольцем ушел в русскую армию. В чине штаб-ротмистра Сумского гусарского полка он за 1813–1814 годы прошел все основные бои с Наполеоном в Германии и Франции. За бои на подступах к Парижу ротмистр Шиллинг был удостоен очень редкой и почетной награды - именным , саблей с надписью «За храбрость». Но его вклад в окончательный разгром армии Наполеона заключался не только в мужестве кавалерийских атак - именно Павел Шиллинг обеспечил русскую армию топографическими картами для наступления на территории Франции.
«Сражение при Фер-Шампенуазе». Картина В.Тимма
Ранее карты чертились от руки, и для того чтобы снабдить ими все многочисленные русские части, не было ни времени, ни нужного количества умелых специалистов. Гусарский офицер Шиллинг в конце 1813 года сообщил царю Александру I, что немецком Мангейме проводились первые в мире успешные опыты по литографии - копированию рисунков.
Суть этой новейшей для того времени технологии заключалась в том, что на специально подобранный и отшлифованный известняк особой «литографской» тушью наносится рисунок или текст. Затем поверхность камня «протравливается» - обрабатывается особым химическим составом. Не покрытые литографической тушью протравленные участки после такой обработки отталкивают типографскую краску, а на места, где был нанесен рисунок, типографская краска, наоборот, легко прилипает. Это дает возможность быстро и качественно делать с такого «литографского камня» многочисленные оттиски рисунков.
По приказу царя Павел Шиллинг с эскадроном гусар прибыл в Мангейм, где отыскал ранее участвовавших в литографических опытах специалистов и необходимое оборудование. В тылу русской армии под руководством Шиллинга быстро организовали изготовление большого количества карт Франции, остро необходимых накануне решающего наступления против Наполеона. По окончании войны созданная Шиллингом мастерская перебазировалась в Петербург, в Военно-топографическое депо Генерального штаба.
Самый стойкий шифр XIX века
В захваченном русскими Париже, пока все празднуют победу, гусар Шиллинг первым делом знакомится с французскими учеными. Особенно часто на почве интереса к электричеству он общается с Андре Ампером, человеком, который вошел в историю мировой науки как автор терминов «электрический ток» и «кибернетика», по фамилии которого потомки назовут единицу измерения силы тока.
Андре Ампер. Источник: az.lib.ru
Но помимо «электрического» хобби у ученого-гусара Шиллинга появляется новая большая задача - он изучает трофейные французские шифры, учится расшифровывать чужие и создавать свои приемы криптографии. Поэтому вскоре после разгрома Наполеона гусар Шиллинг снимает мундир и возвращается в Министерство иностранных дел.
В российском МИДе он официально занимается созданием литографической типографии - в дипломатической деятельности тогда значительную часть составляла оживленная переписка, и техническое копирование документов помогло ускорить работу и облегчить труд множества писцов. Как шутили друзья Шиллинга, он вообще увлекся литографией потому, что его деятельная натура не выдерживала нудного переписывания от руки: «Шиллинг, по природе нетерпеливый, кряхтел за письменным столом и однажды как-то сказал, что этого продолжительного копирования бумаг можно было бы избежать употреблением литографии, которая в то время едва ли кому была известна…».
Но создание литографии для МИДа стало лишь внешней частью его работы. В реальности Павел Шиллинг работает в Секретной экспедиции цифирной части - так тогда называли отдел шифрования МИДа. Именно Шиллинг первым в истории мировой дипломатии ввел в практику использования особых биграммных шифров - когда по сложному алгоритму цифрами шифруются пары букв, но расположенные не подряд, а в порядке еще одного заданного алгоритма. Такие шифры были настолько сложны, что использовались вплоть до появления электрических и электронных систем шифрования в годы Второй мировой войны.
Теоретический принцип биграммного шифрования был известен задолго до Шиллинга, но для ручной работы он был настолько сложен и трудоемок, что ранее на практике не применялся. Шиллинг же изобрел особое механическое устройство для такого шифрования - наклеенную на бумагу разборную таблицу, которая позволяла без труда шифровать биграммы.
При этом Шиллинг дополнительно усилил биграммное шифрование: ввел «пустышки» (шифрование отдельных букв) и дополнение текста хаотическим набором знаков. В итоге такой шифр стал настолько устойчив, что европейским математикам понадобилось более полувека, чтобы научиться его взламывать, а сам Павел Шиллинг по праву заслужил звание самого выдающегося русского криптографа XIX столетия. Уже через несколько лет после изобретения Шиллинга новыми шифрами пользовались не только российские дипломаты, но и военные. Кстати, именно упорная работа над шифрами уберегла Павла Шиллинга от увлечения модными идеями декабристов и, возможно, сберегла для России выдающегося человека.
«Русский Калиостро» и Пушкин
Все знакомые с ним современники, оставившие мемуары, сходятся во мнении, что Павел Львович Шиллинг был необыкновенным человеком. И в первую очередь все отмечают его необыкновенную коммуникабельность.
Высший свет Петербурга он поразил способностью играть в шахматы сразу несколько партий, не глядя на доски и всегда выигрывая. Любивший повеселиться Шиллинг развлекал петербургское общество не только игрой и интересными историями, но и разными научными опытами. Иностранцы прозвали его «русским Калиостро» - за загадочные эксперименты с электричеством и знание таинственного тогда Дальнего Востока.
Восточными, или, как тогда говорили, «ориентальными» странами Павел Шиллинг заинтересовался еще в детстве, когда рос в Казани, бывшей тогда центром российской торговли с Китаем. Еще во время дипломатической службы в Мюнхене, а затем и в Париже, где тогда находился ведущий европейский центр востоковедения, Павел Шиллинг изучал китайский язык. Как криптографа, специалиста по шифрам его манили загадочные иероглифы и непонятные восточные манускрипты.
Свой интерес к Востоку русский дипломат Шиллинг воплотил на практике. Наладив новое шифрование, в 1830 году он вызвался возглавить дипломатическую миссию к границам Китая и Монголии. Большинство дипломатов предпочитали просвещенную Европу, поэтому царь без колебаний утвердил кандидатуру Шиллинга.
Одним из участников восточной экспедиции должен был стать Александр Сергеевич Пушкин. Еще занимаясь литографией, Шиллинг не удержался от «хулиганского поступка», он от руки написал и размножил литографическим способом стихи Василия Львовича Пушкина - дяди Александра Сергеевича Пушкина, известного в Москве и Петербурге сочинителя. Так появилась на свет первая рукопись на русском языке, размноженная путем технического копирования. После победы над Наполеоном и возвращения в Россию Василий Пушкин познакомил Шиллинга со своим племянником. Знакомство Александра Пушкина с Шиллингом переросло в долгую и крепкую дружбу.
7 января 1830 года Пушкин обращается к шефу жандармов Бенкендорфу с просьбой зачислить его в экспедицию Шиллинга: «…я бы просил соизволения посетить Китай с отправляющимся туда посольством». К сожалению, царь не включил поэта в список членов дипломатической миссии к границам Монголии и Китая, лишив потомков пушкинских стихов о Сибири и Дальнем Востоке. Сохранились лишь строфы, написанные велики поэтом о своем желании отправиться в дальний путь вместе с посольством Шиллинга:
Поедем, я готов; куда бы вы, друзья,
Куда б ни вздумали, готов за вами я
Повсюду следовать, надменной убегая:
К подножию ль стены далекого Китая…
Первый в мире практический телеграф
Весной 1832 года дальневосточное посольство в состав которого входил и будущий основатель отечественного китаеведения архимандрит Никита Бичурин, возвратилось в Петербург, а уже пять месяцев спустя, 9 октября, состоялась первая демонстрация работы его первого телеграфа. До этого в Европе уже пытались создать устройства для передачи электрических сигналов на расстояние, но все подобные аппараты требовали отдельного провода для передачи каждой буквы и знака - то есть километр такого «телеграфа» требовал около 30 км проводов.
Электромеханическую печатную машинку, которая использовалась для передачи текстовых сообщений (аналога сегодняшних SMS) по двухпроводной линии – телеграф – изобрели задолго до появления других средств связи. Сейчас телеграфы используются очень редко, но в свое время это устройство сделало революцию в области передачи информации . Рассмотрим же его историю.
Прототипом первого в мире телеграфа можно считать изобретение Клода Шафа– оптический телеграф или как его назвал сам изобретатель – гелиограф. И хотя к электронике гелиограф не имел никакого отношения – сообщения передавались при помощи света и системы зеркал – все же идея имела правильное направление. Изобретатель даже придумал свои символы, с помощью которых сообщения передавались между двумя достаточно удаленными точками.
Идею первого электрического телеграфа в 1753 году выдвинул шотландский ученый Чарльз Морис. Он предложил между двумя точками проложить множество изолированных друг от друга проводов, и по ним уже передавать сообщения. Кстати, количество отдельных проводников должно было равняться количеству букв в алфавите или хотя бы самому необходимому для общения набору букв. При этом сообщение передавалось посредством подачи электрического заряда через провода на металлические шарики. Оператор телеграфа должен был замечать, какой из шариков притягивает в данный момент небольшие предметы, а какой нет и таким образом декодировать посланное сообщение.
И хотя Моррисону так и не удалось «довести до ума» свое изобретение – идею подхватили другие ученые и изобретатели. Так в 1774 году физик из Женевы Георг Лесаж построил первый вполне работоспособный телеграф по технологии Моррисона. Он же спустя 8 лет впервые предложил прокладывать кабеля для телеграфной связи не просто под землей, а в глиняных трубах. То есть Лесанжа можно считать еще и изобретателем одного из способов прокладки кабеля.
Но проблема многопроводных телеграфов состояла в том, что даже простое сообщение из нескольких предложений оператор передавал больше двух часов. Что уже говорить об ошибках, обязательно возникающих при таком методе.
Лишь в 1809 году немецкий ученый Самуил Томас Земмеринг из Мюнхена, после серии открытий в области электроники Алессандро Вольта , создал телеграф, работа которого была основана на химическом воздействии электрического тока на вещества.
В 1832 году российский ученый Павел Львович Шиллинг создает первый электромагнитный телеграф. Его конструкция состояла из 6 магнитных стрелок, подвешенных на шелковых нитях и помещенных внутрь катушек индуктивности. В результате прохождения через одну из катушек электрического тока, стрелка в зависимости от его направления двигалась либо вверх, либо вниз. С ней в свою очередь был соединен картонный диск, который поворачивался при движении стрелки. Примерно в то же время свой телеграф представили немецкие физики
Телеграфные аппараты сыграли большую роль в становлении современного общества. Медленная и ненадежная тормозила прогресс, и люди искали способы ее ускорения. С стало возможным создание аппаратов, моментально передающих важные данные на большие расстояния.
На заре истории
Телеграф в разных воплощениях - старейший из Еще в древние века возникла необходимость передавать информацию на расстоянии. Так, в Африке для передачи различных сообщений использовали барабаны тамтамы, в Европе - костер, а позже - семафорную связь. Первый семафорный телеграф сначала назвали «тахиграф» - «скорописец», но затем заменили его более соответствующим назначению названием «телеграф» - «дальнописец».
Первый аппарат
С открытием явления «электричество» и особенно после замечательных исследований датского ученого Ханса Кристиана Эрстеда (основоположника теории электромагнетизма) и итальянского ученого Алессандро Вольта - создателя первого и первой батарейки (ее называли тогда «вольтов столб») - появилось множество идей создания электромагнитного телеграфа.
Попытки изготовления электрических устройств, передающих некие сигналы на определенное расстояние, предпринимались с конца 18-го века. В 1774 году простейший телеграфный аппарат был построен в Швейцарии (г. Женева) ученым и изобретателем Лесажем. Он соединил два приемо-передающих устройства 24-мя изолированными проволоками. При подаче импульса с помощью электрической машины на одну из проволочек первого устройства на втором отклонялся бузиновый шарик соответствующего электроскопа. Затем технологию усовершенствовал исследователь Ломон (1787 год), заменивший 24 проволоки на одну. Однако данную систему сложно назвать телеграфом.
Телеграфные аппараты продолжали совершенствоваться. Например, французский физик Андре Мари Ампер создал передающее устройство, состоящее из 25 магнитных стрелок, подвешенных к осям, и 50-и проводов. Правда, громоздкость устройства сделала такой аппарат практически непригодным.
Аппарат Шиллинга
В российских (советских) учебниках указывается, что первый телеграфный аппарат, отличавшийся от своих предшественников эффективностью, простотой и надежностью, был сконструирован в России Павлом Львовичем Шиллингом в 1832 году. Естественно, некоторые страны оспаривают это утверждение, «продвигая» своих не менее талантливых ученых.
Труды П. Л. Шиллинга (многие из них, к сожалению, так и не были опубликованы) в области телеграфии содержат много интересных проектов электрических телеграфных аппаратов. Устройство барона Шиллинга был оснащен клавишами, которыми производилось переключение электрического тока в проводах, соединяющих передающий и приемный аппараты.
Первая в мире телеграмма, состоящая из 10 слов, была передана 21 октября 1832 с телеграфного аппарата, установленного на квартире Павла Львовича Шиллинга. Изобретатель разработал также проект прокладки кабеля для соединения телеграфных аппаратов по дну Финского залива между Петергофом и Кронштадтом.
Схема телеграфного аппарата
Приемный аппарат состоял из катушек, каждая из которых включалась в соединительные провода, и магнитных стрелок, подвешенных над катушками на нитях. На этих же нитях укреплялось по одному кружку, окрашенному с одной стороны в черный, а с другой в белый цвет. При нажатии клавиши передатчика магнитная стрелка над катушкой отклонялась и перемещала в соответствующее положение кружок. По комбинациям расположений кружков телеграфист на приеме по специальной азбуке (коду) определял переданный знак.
Сначала для связи требовалось восемь проводов, затем число их было сокращено до двух. Для работы такого телеграфного аппарата П. Л. Шиллинг разработал специальный код. Все последующие изобретатели в области телеграфии использовали принципы кодирования передачи.
Другие разработки
Почти одновременно телеграфные аппараты похожей конструкции, использовавшие индукцию токов, разрабатывались немецкими учеными Вебером и Гаусом. Уже в 1833 году они провели телеграфную линию в Геттингенском университете (Нижняя Саксония) между астронамической и магнитной обсерваториями.
Доподлинно известно, что аппарат Шиллинга послужил прототипом для телеграфа англичан Кука и Уинстона. Кук познакомился с трудами русского изобретателя в Гейдельбергском Вместе с соратником Уинстоном они усовершенствовали аппарат и запатентовали. Прибор пользовался большим коммерческим успехом в Европе.
Маленькую революцию в 1838 году произвел Штейнгейль. Мало того, что он провел первую телеграфную линию на большое расстояние (5 км), так еще случайно сделал открытие, что для передачи сигналов можно использовать всего один провод (роль второго выполняет заземление).
Впрочем, все перечисленные аппараты с циферблатными указателями и магнитными стрелками имели неисправимый недостаток - их невозможно было стабилизировать: при быстрой передаче информации возникали ошибки, и текст поступал искаженным. Закончить работы по созданию простой и надежной схемы телеграфной связи с двумя проводами удалось американскому художнику и изобретателю Самуэлю Морзе. Он разработал и применил телеграфный код, в котором каждая буква алфавита обозначалась определенными комбинациями точек и тире.
Устроен телеграфный аппарат Морзе очень просто. Для замыкания и прерывания тока используют ключ (манипулятор). Состоит он из рычага, выполненного из металла, ось которого сообщается с линейным проводом. Один конец рычага-манипулятора пружинкой прижимается к металлическому выступу, соединенному проводом с приемным устройством и с землей (используется заземление). Когда телеграфист нажимает на другой конец рычага, тот касается другого выступа, соединенного проводом с батареей. В этот момент ток устремляется по линии к приемному устройству, расположенному в другом месте.
На приемной станции на специальном барабане намотана узкая лента бумаги, непрерывно перемещаемая Под действием поступившего тока электромагнит притягивает к себе железный стержень, который протыкает бумагу, тем самым формируя последовательности знаков.
Изобретения академика Якоби
Российский ученый, академик Б. С. Якоби в период с 1839 по 1850 создал несколько типов телеграфных аппаратов: пишущие, стрелочные синхронно-синфазного действия и первый в мире буквопечатающий телеграфный аппарат. Последнее изобретение стало новой вехой в развитии систем связи. Согласитесь, гораздо удобнее сразу читать присланную телеграмму, чем тратить время на ее расшифровку.
Передающий буквопечатающий аппарат Якоби состоял из циферблата со стрелкой и контактного барабана. По внешнему кругу циферблата наносились буквы и цифры. Приемный аппарат имел циферблат со стрелкой, а кроме того, продвигающий и печатающий электромагниты и типовое колесо. На типовом колесе были выгравированы все буквы и цифры. При пуске в ход передающего устройства от импульсов тока, поступающих с линии, печатающий электромагнит приемного аппарата срабатывал, прижимал бумажную ленту к типовому колесу и отпечатывал на бумаге принятый знак.
Аппарат Юза
Американский изобретатель Дэвид Эдуард Юз утвердил в телеграфии способ синхронной работы, сконструировав в 1855 году буквопечатающий телеграфный аппарат с типовым колесом непрерывного вращения. Передатчик этого аппарата был клавиатурой типа рояля, с 28 белыми и черными клавишами, на которые были нанесены буквы и цифры.
В 1865 году аппараты Юза были установлены для организации телеграфной связи между Петербургом и Москвой, затем распространились по всей России. Данные устройства широко применялись вплоть до 30-х годов XX века.
Аппарат Бодо
Аппарат Юза не мог обеспечить высокой скорости телеграфирования и эффективного использования линии связи. Поэтому на смену этим аппаратам пришли многократные телеграфные аппараты, сконструированные в 1874 французским инженером Жоржем Эмилем Бодо.
Аппарат Бодо позволяет одновременно передавать нескольким телеграфистам по одной линии несколько телеграмм в обоих направлениях. Устройство содержит распределитель и несколько передающих и приемных устройств. Клавиатура передатчика состоит из пяти клавиш. Для повышения эффективности использования линии связи в аппарате Бодо применяется такое устройство передатчика, при котором передаваемая информация кодируется телеграфистом вручную.
Принцип действия
Передающее устройство (клавиатура) аппарата одной станции автоматически через линию подключается на короткие промежутки времени к соответствующим приемным устройствам. Очередность их соединения и точность совпадений моментов включения обеспечиваются распределителями. Темп работы телеграфиста должен совпадать с работой распределителей. Щетки распределителей передачи и приема должны вращаться синхронно и синфазно. В зависимости от числа передающих и приемных устройств, подключаемых к распределителю, производительность телеграфного аппарата Бодо колеблется в пределах 2500-5000 слов в час.
Первые аппараты Бодо были установлены на телеграфной связи «Петербург - Москва» в 1904 году. В дальнейшем эти аппараты получили широкое распространение в телеграфной сети СССР и использовались до 50-х годов.
Стартстопный аппарат
Стартстопный телеграфный аппарат ознаменовал новый этап развития телеграфной техники. Устройство имеет небольшие размеры, и оно более простое в эксплуатации. В нем впервые использовалась клавиатура типа пишущей машинки. Эти преимущества привели к тому, что к концу 50-х годов аппараты Бодо были полностью вытеснены из телеграфных пунктов.
Большой вклад в дело развития отечественных стартстопных аппаратов внесли А. Ф. Шорин и Л. И. Тремль, по разработкам которых отечественная промышленность в 1929 году начала выпускать новые телеграфные системы. С 1935 года начался выпуск устройств модели СТ-35, в 1960-х для них были разработаны автоматический передатчик (трансмиттер) и автоматический приемник (реперфоратор).
Кодировка
Поскольку устройства СТ-35 использовались для телеграфной связи параллельно с аппаратами Бодо, то для них был разработан специальный код №1, который отличался от общепринятого международного кода для стартстопных аппаратов (код №2).
После снятия с эксплуатации аппаратов Бодо отпала необходимость использовать в нашей стране нестандартный стартстопный код, и весь действующий парк СТ-35 был переведен на международный код №2. Сами аппараты, как модернизированные, так и новой конструкции, получили наименование СТ-2М и СТА-2М (с приставками автоматизации).
Рулонные аппараты
Дальнейшие разработки в СССР были натравлены на то, чтобы создать высокоэффективный рулонный телеграфный аппарат. Его особенность в том, что текст отпечатывается построчно на широком листе бумаги, наподобие матричного принтера. Высокая производительность и возможность передавать большие объемы информации были важны не столько для обычных граждан, сколько для объектов хозяйствования и государственных структур.
- Рулонный телеграфный аппарат Т-63 оснащен тремя регистрами: латинским, русским и цифровым. С помощью перфоленты может автоматически принимать и передавать данные. Печать происходит на рулоне бумаги 210 мм шириной.
- Автоматизированный рулонный электронный телеграфный аппарат РТА-80 позволяет как вести набор вручную, так и автоматически передавать и принимать корреспонденции.
- Аппараты РТМ-51 и РТА-50-2 для регистрации сообщений используют красящую 13-миллиметровую ленту и рулонную бумагу стандартной ширины (215 мм). В минуту аппарат печатает до 430 знаков.
Новейшее время
Телеграфные аппараты, фото которых можно найти на страницах изданий и в музейных экспозициях, сыграли значительную роль в ускорении прогресса. Несмотря на бурное развитие телефонной связи, эти устройства не ушли в небытие, а эволюционировали в современные факсы и более совершенные электронные телеграфы.
Официально последний проводной телеграф, функционировавший в индийском штате Гоа, был закрыт 14 июля 2014 года. Несмотря на огромную востребованность (5000 телеграмм ежедневно), сервис был убыточным. В США последняя телеграфная компания Western Union перестала выполнять прямые функции в 2006 году, сосредоточившись на денежных переводах. Между тем, эпоха телеграфов не закончилась, а переместилась в электронную среду. Центральный телеграф России, хоть и значительно сократил штат, по-прежнему выполняет свои обязанности, так как не в каждую деревню на обширной территории есть возможность провести телефонную линию и интернет.
В новейший период телеграфная связь осуществлялась по каналам частотного телеграфирования, организованного преимущественно по кабельным и радиорелейным линиям связи. Основным преимуществом частотного телеграфирования явилось то, что оно позволяет в одном стандартном телефонном канале организовать от 17 до 44 телеграфных каналов. Кроме того, частотное телеграфирование дает возможность осуществить связь практически на любые расстояния. Сеть связи, составленная из каналов частотного телеграфирования, проста в обслуживании, а также обладает гибкостью, что позволяет создавать обходные направления при отказе линейных средств основного направления. Частотное телеграфирование оказалось настолько удобным, экономичным и надежным, что в настоящее время телеграфные каналы применяются все реже.
Семафоры могли передавать информацию с большей точностью, чем дымовые сигналы и маяки. Кроме того, они не потребляли топлива. Сообщения можно было передавать быстрее, чем их могли передавать гонцы, и семафоры могли обеспечивать передачу сообщений по целому региону. Но, тем не менее, как и прочие способы передачи сигналов на расстояние, они сильно зависели от погодных условий и требовали дневного света (Практичное электроосвещение появилось только в 1880 году). Они нуждались в операторах, и башни должны были быть расположены на расстоянии 30 километров друг от друга. Это было полезно для правительства, но слишком дорого для использования в коммерческих целях. Изобретение электрического телеграфа позволило снизить стоимость отправки сообщений в тридцать раз, кроме того, его можно было использовать в любое время суток, независимо от погоды.
Электрический телеграф
Одна из первых попыток создать средство связи с использованием электричества относится ко второй половине XVIII века, когда Лесаж в 1774 году построил в Женеве электростатический телеграф. В 1798 году испанский изобретатель Франциско де Сальва создал собственную конструкцию электростатического телеграфа. Позднее, в 1809 году немецкий учёный Самуил Томас Земмеринг построил и испытал электрохимический телеграф на пузырьках газа .
Первый электромагнитный телеграф создал российский учёный Павел Львович Шиллинг в 1832 году. Публичная демонстрация работы аппарата состоялась в квартире Шиллинга 21 октября 1832 года. Павел Шиллинг также разработал оригинальный код, в котором каждой букве алфавита соответствовала определённая комбинация символов, которая могла проявляться чёрными и белыми кружками на телеграфном аппарате. Впоследствии электромагнитный телеграф был построен в Германии - Карлом Гауссом и Вильгельмом Вебером (1833), в Великобритании - Куком и Уитстоном (1837), а в США электромагнитный телеграф запатентовал Сэмюэл Морзе в 1840 году . Телеграфные аппараты Шиллинга, Гаусса-Вебера, Кука-Уитстона относятся к электромагнитным аппаратам стрелочного типа, в то время как аппарат Морзе являлся электромеханическим. Большой заслугой Морзе является изобретение телеграфного кода, где буквы алфавита были представлены комбинацией коротких и длинных сигналов - «точек» и «тире» (код Морзе). Коммерческая эксплуатация электрического телеграфа впервые была начата в Лондоне в 1837 году. В России работы П. Л. Шиллинга продолжил Б. С. Якоби , построивший в 1839 году пишущий телеграфный аппарат, а позднее, в 1850 году, - буквопечатающий телеграфный аппарат.
Фототелеграф
В 1843 году шотландский физик Александр Бейн продемонстрировал и запатентовал собственную конструкцию электрического телеграфа, которая позволяла передавать изображения по проводам. Аппарат Бейна считается первой примитивной факс -машиной.
В 1855 году итальянский изобретатель Джованни Казелли создал аналогичное устройство, которое назвал Пантелеграф и предложил его для коммерческого использования. Аппараты Казелли некоторое время использовались для передачи изображений посредством электрических сигналов на телеграфных линиях как во Франции, так и в России.
Аппарат Казелли передавал изображение текста, чертежа или рисунка, нарисованного на свинцовой фольге специальным изолирующим лаком. Контактный штифт скользил по этой совокупности перемежающихся участков с большой и малой электропроводностью, «считывая» элементы изображения. Передаваемый электрический сигнал записывался на приёмной стороне электрохимическим способом на увлажнённой бумаге, пропитанной раствором железосинеродистого калия (феррицианида калия). Аппараты Казелли использовались на линиях связи Москва-Петербург (1866-1868), Париж-Марсель и Париж-Лион.
Самые же совершенные из фототелеграфных аппаратов производили считывание изображения построчно фотоэлементом и световым пятном, которое обегало всю площадь оригинала. Световой поток, в зависимости от отражающей способности участка оригинала, воздействовал на фотоэлемент и преобразовывался им в электрический сигнал. По линии связи этот сигнал передавался на приёмный аппарат, в котором модулировался по интенсивности световой луч, синхронно и синфазно обегающий поверхность листа фотобумаги. После проявления фотобумаги на ней получалось изображение, являющееся копией передаваемого - фототелеграмма . Технология нашла широкое применение в новостной фотожурналистике . В 1935 году агентство «Ассошиэйтед Пресс » первым создало сеть корпунктов, оснащённых фототелеграфными аппаратами, способными передавать снимки на большие расстояния непосредственно с места событий . Советская «Фотохроника ТАСС » оснастила корпункты фототелеграфом в 1957 году, и переданные в центральный офис таким способом снимки подписывались «Телефото ТАСС» . Технология господствовала в доставке изображений вплоть до середины 1980-х годов, когда появились первые фильм-сканеры и видеофотоаппараты , а за ними - цифровая фототехника.
Беспроводной телеграф
7 мая 1895 года российский учёный Александр Степанович Попов на заседании Русского Физико-Химического Общества продемонстрировал прибор, названный им «грозоотметчик », который был предназначен для регистрации радиоволн, генерируемых грозовым фронтом. Этот прибор считается первым в мире радиоприёмным устройством, пригодным для реализации беспроводного телеграфа. В 1897 году при помощи аппаратов беспроводной телеграфии Попов осуществил приём и передачу сообщений между берегом и военным судном. В 1899 году Попов сконструировал улучшенный вариант приёмника электромагнитных волн, где приём сигналов - кодом Морзе - осуществлялся на наушники оператора - радиста. В 1900 году благодаря радиостанциям, построенным на острове Гогланд и на российской военно-морской базе в Котке под руководством Попова, были успешно осуществлены аварийно-спасательные работы на борту военного корабля «Генерал-адмирал Апраксин», севшего на мель у острова Гогланд. В результате обмена радиотелеграфными сообщениями экипажу российского ледокола «Ермак» была своевременно и точно передана информация о финских рыбаках, находящихся на оторвавшейся льдине в Финском заливе.
За рубежом техническая мысль в области беспроводной телеграфии также не стояла на месте. В 1896 году в Великобритании итальянец Гульельмо Маркони подал патент «об улучшениях, произведённых в аппарате беспроводной телеграфии». Аппарат, представленный Маркони, в общих чертах повторял конструкцию Попова, многократно к тому времени описанную в европейских научно-популярных журналах. В 1901 году Маркони добился устойчивой передачи сигнала беспроводного телеграфа (буквы S) через Атлантику .
Аппарат Бодо: новый этап развития телеграфии
В 1872 году французский изобретатель Жан Бодо сконструировал телеграфный аппарат многократного действия, который имел возможность передавать по одному проводу два и более сообщения в одну сторону. Аппарат Бодо и созданные по его принципу получили название стартстопных. Кроме того, Бодо создал весьма удачный телеграфный код (Код Бодо), который впоследствии был воспринят повсеместно и получил наименование Международный телеграфный код № 1 (ITA1). Модифицированная версия МТК № 1 получила название МТК № 2 (ITA2). В СССР на основе ITA2 был разработан телеграфный код МТК-2 . Дальнейшие модификации конструкции стартстопного телеграфного аппарата, предложенного Бодо, привели к созданию телепринтеров (телетайпов). В честь Бодо была названа единица скорости передачи информации - бод .
Телекс
К 1930 году была создана конструкция стартстопного телеграфного аппарата, оснащённого дисковым номеронабирателем телефонного типа (телетайп). Этот тип телеграфного аппарата, в числе прочего, позволял персонифицировать абонентов телеграфной сети и осуществлять быстрое их соединение. Практически одновременно в Германии и Великобритании были созданы национальные сети абонентского телеграфа, получившие название Telex (TELEgraph + EXchange).
В то же время, в Канаде, Бельгии, Германии, Швеции, Японии некоторые компании всё ещё предоставляют услуги по отправке и доставке традиционных телеграфных сообщений.
Влияние на общество
Телеграфия способствовала росту организованности «на железных дорогах, объединила финансовые и товарные рынки, уменьшила стоимость [передачи] информации внутри и между предприятиями» . Рост делового сектора подстегнул общество к дальнейшему расширению использования телеграфа.
Внедрение телеграфии в мировом масштабе изменило подход к сбору информации для новостных репортажей. Сообщения и информация теперь распространялись далеко и широко и телеграф потребовал введения языка «свободного от локальных региональных и нелитературных аспектов», что привело к развитию и стандартизации мирового медиа-языка .
- Телекс является видом документальной связи, и телекс-сообщение признаётся документом на основании международных соглашений 1930-х годов.
- В России существует сеть общего пользования, в которой каждое сообщение хранится 7 месяцев и может быть разыскано по всему пути следования, а также может быть выдано с заверяющей печатью - как документ.
- В 1824 году английский физик Питер Барлоу опубликовал ошибочный «Закон Барлоу », который на несколько лет остановил развитие телеграфии.
- В романе Дюма «Граф Монте-Кристо» подкуп сотрудника телеграфа, обычно находящегося на посту в одиночку, позволил главному герою романа повлиять на биржевые торги.