Электрический телеграф в дореволюционной россии. Изобретение телеграфа в россии

Первый в мире электромагнитный телеграф был изобретён русским учёным и дипломатом Павлом Львовичем Шиллингом в 1832 г. Находясь в командировке в Китае и других странах, он остро ощущал потребность в быстродействующем средстве связи. В телеграфном аппарате им использовано свойство магнитной стрелки отклоняться в ту или другую сторону в зависимости от направления тока, проходящего по проводу, расположенному вблизи стрелки.
Аппарат Шиллинга состоял из двух частей: передатчика и приёмника. Два телеграфных аппарата проводниками соединялись между собой и с электрической батареей. Передатчик имел 16 клавиш. Если нажимали на белые клавиши, ток шёл в одну сторону, если на чёрные — в другую. Эти импульсы тока достигали по проводам приёмника, который имел шесть катушек; возле каждой катушки на нити подвешивали две магнитные стрелки и небольшой диск (см. левый рис.). Одну сторону диска окрашивали чёрной краской, другую - белой.
В зависимости от направления тока в катушках магнитные стрелки поворачивались в ту или другую сторону, и телеграфист, принимающий сигнал, видел чёрные или белые кружки. Если ток в катушку не поступал, то диск был виден ребром. Для своего аппарата Шиллинг разработал азбуку. Аппараты Шиллинга работали на первой в мире телеграфной линии, построенной изобретателем в Петербурге в 1832 г, между Зимним дворцом и кабинетами некоторых министров.

В 1837 г. американец Самуил Морзе сконструировал телеграфный аппарат, записывающий сигналы (см. правый рис.). В 1844 г. была открыта первая телеграфная линия, оборудованная аппаратами Морзе между Вашингтоном и Балтимором.

Электромагнитный телеграф Морзе и разработанная им система записи сигналов в виде точек и тире получили широкое распространение. Однако аппарат Морзе имел серьезные недостатки: переданную телеграмму необходимо расшифровать, а затем записать; мала скорость передачи.

Первый в мире буквопечатающий аппарат изобрёл в 1850 г. русский учёный Борис Семенович Якоби. В этом аппарате имелось печатающее колесо, которое вращалось с такой же скоростью, как и колесо другого аппарата, установленного на соседней станции (см. нижний рис.). На ободах обоих колес были выгравированы буквы, цифры и знаки, смачиваемые краской. Под колёсами аппаратов располагали электромагниты, а между якорями электромагнитов и колёсами протягивали бумажные ленты.
Например, надо передать букву «А». Когда на обоих колёсах буква А располагалась внизу, на одном из аппаратов нажимали ключ и замыкали цепь. Якоря электромагнитов притягивались к сердечникам и прижимали к колёсам обоих аппаратов бумажные ленты. На лентах одновременно отпечатывалась буква А. Для передачи любой другой буквы надо «поймать» момент, когда нужная буква будет находиться на колесах обоих аппаратов внизу, и нажать ключ.

Какие необходимы условия для правильной передачи в аппарате Якоби? Первое - колёса должны вращаться с одинаковой скоростью; второе - на колёсах обоих аппаратов одинаковые буквы должны занимать в любой момент одинаковые положения в пространстве. Эти принципы использовались и в телеграфных аппаратах последних моделей.
Над усовершенствованием телеграфной связи работали многие изобретатели. Были телеграфные аппараты, которые передавали и принимали десятки тысяч слов в час, но они сложны и громоздки. Большое распространение в своё время получили телетайпы - буквопечатающие телеграфные аппараты с клавиатурой как у пишущей машинки. В настоящее время телеграфные аппараты не используются, их вытеснила телефонная, сотовая и интернет-связь.

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.

С древнегреческого слово «телеграф» переводится, как далеко пишу. На современном языке это означает передачу на большие расстояния буквенно-цифровых сообщений с помощью радиосигналов, электрических сигналов, поступающих по проводам, и других каналов связи. Потребность передавать информацию на большие расстояния возникла еще в глубокой древности с помощью костров, барабанов и даже ветряных мельниц. Прототипом первого не примитивного телеграфа стало изобретение Клода Шафа (1792 г.), названного «Гелиограф». Благодаря этому устройству информация передавалась с помощью солнечного света и системы зеркал. Помимо установки изобретатель придумал язык символов, с их помощью и передавались сообщения на большие расстояния. В 1753 году появилась статья Чарльза Моррисона, в которой шотландский ученый предлагал передавать сообщения с помощью электрических зарядов, посылаемых по многочисленным изолированным друг от друга проволочкам. Количество проволочек должно равняться числу букв алфавита. Через провода электрический заряд должен передаваться на металлические шарики, которые притягивали легкие предметы с изображением букв.

В 1774 году физик Георг Лесаж, опираясь на предложенную Моррисоном технологию, впервые построил рабочий электростатический телеграф. В 1782 году он изобрел способ прокладки кабеля под землей, поместив его в глиняные трубки. Проблема многопроводных телеграфов заключалось в том, что оператору приходилось тратить по несколько часов на передачу даже небольшого сообщения. В 1809 году немецкий ученый Земмеринг впервые изобрел телеграф, взяв за основу химическое воздействие тока на вещества. При прохождении электрического тока сквозь подкисленную воду выделялись пузырьки газа, которые ученый использовал в качестве средств связи.

В 1832 году русским ученым П.Л.Шиллингом был создан первый клавишный электромагнитный телеграф с индикаторами, изготовленными на основе электрического стрелочного гальванометра. Клавиатура передаточного прибора имела 16 клавиш, предназначенных для замыкания тока. В приемном приборе было 6 гальванометров с магнитными стрелками, которые были подвешены к медным стойкам с помощью шелковых ниток. Выше стрелок на нитках крепились бумажные флажки, одна сторона которых была белая, другая — черная. Обе станции электромагнитного телеграфа соединялись восемью проводами, шесть из которых соединялись с гальванометрами, 1 — для обратного тока, 1 — для электрического звонка. Если на отправной (передаточной) станции нажималась клавиша и пропускали ток, то на приемной станции происходило отклонение соответствующей стрелки. Разные положения белых и черных флажков на разных дисках передавали условные сочетания, которые соответствовали буквам или цифрам. 36 разных отклонений соответствовали 36 условным сигналам. Созданный Шиллингом особый шестизначный код определил число (6) стрелочных индикаторов в его аппарате. Позже ученый создаст однострелочный 2-х проводной телеграф, имевший двоичную систему кодирования условных сигналов.

В этот период развития телеграфной связи наиболее удачным оказался аппарат Морзе (1837 г.). В своем аппарате ученый использовал разработанную им же азбуку Морзе. Буква передается в аппарате с помощью ключа, к которому подключена линия связи и батарея. При нажатии ключа в линию поступает ток, который, проходя через электромагнит на другом конце линии, притягивает рычаг. На конце рычага закреплено колесико, опущенное в жидкую краску. С помощью пружинного механизма около колесика протягивают бумажную ленту, на которой колесико отпечатывает знак — тире или точку.

На смену аппарату Морзе в 1856 году пришел первый буквопечатающий аппарат, созданный выдающимся русским ученым Б. С. Якоби. Его пишущий телеграф имел карандаш, закрепленный к якорю электромагнита и записывающий условные значки. Томас Эдисон модернизировал телеграфный аппарат, предложив записывать телеграммы на перфоленту. Современный телеграфный аппарат именуют телетайпом, что значит печатающий на расстоянии.

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 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.

Телеграф – набор методов, позволяющих передать текстовые символы, письменность, сообщения на дальние дистанции. Предполагается знание обеими сторонами регламента обмена информацией, определённых правил расшифровки. Например, железнодорожник понимает сигналы семафора, водители – светофора. Сие простейшие примеры принципа действия телеграфа. Исторически люди применяли дым, маяки, отражённый зеркалом свет.

Термин

Слова введены французским изобретателем семафора, Клодом Шаппом (семафор, телеграф). Ныне термин привычно обозначает электрическую разновидность устройств. Беспроводная телеграфия подразумевает модуляцию несущей, противопоставляясь используемой ранее Герцом технике наблюдения искрового промежутка. Противореча Шаппу, Морзе указывал уместность применения термина, обозначая системы передающие/записывающие послания. Дым тогда следует считать семафором.

Переданное послание стали называть телеграммой. Отдельной строкой стоит Телекс, дошедший сетью.

История

Согласно терминологии Морзе, телеграф изобрёл Павел Шиллинг. Ранние модели посылали сигналы точка-тире, символы печатной машинки.

Оптический телеграф

Первый оптический телеграф построил Роберт Хук (1684 год) для Королевского общества Великобритании. Эксперименты продолжил сэр Ричард Лоуэлл Еджворт (1767 год). Семафорная сеть Шаппа 1793 года проработала полвека. Немало популярности изобретения поспособствовала Французская революция, требуя сократить время передачи правительственных донесений. 2 марта 1791 года, в 11 утра, отправлено первое сообщение, преодолевшее 16 км: «Продолжив, скоро будешь овеян славой».

Незамысловатая конструкция содержала наблюдательный телескоп, пару черно-белых панелей. Оператор, листая книгу кодов, выписывал буквы. Год спустя Клоду поручили проложить линию Париж-Лиль длиной 230 км. Задумка призвана упростить управление австрийской войной. В 1794 году линия принесла весть: капитулировал Конде-сюр-л`Эско. Затрачен 1 час времени.

Пруссы потрясены возможностями новой системы, построив собственные линии (1830-е годы). Работоспособность телеграфа задавалась погодными условиями, временем суток. Скорость доставки составила два-три слова ежеминутно. Последний береговой вариант похоронен Швецией (1880). Франция продолжала использование изобретения, доверив семафор морякам, желающим передать весточку берегу. Несомненны достоинства методики:

Отсутствие затрат энергии, включая солнечную. Система успешно противостоит облачной погоде.
Скорость даст 100% очков форы гонцам (пловцам).

Электрический телеграф

Первую идею утилизации полезных свойств электричества обнародовал журнал Скотс мэгэзин (1753 год). Энтузиасты предложили выделить каждой букве алфавита индивидуальный провод (тогда использовали шёлковые нити). Источником электричества выступил статический генератор. Ранние приёмные устройства использовали явление взаимодействия зарядов. Затея, лишённая перспектив, осталась собирать пыль архива.

Джордж-Луи ле Саг построил (1774) двадцать лет спустя согласно заметке первую электростатическую модель. 26 проводов позволяли читать буквы людям, занявшим соседние помещения.

Новый толчок развитию направления дало изобретение Вольтой электролитических источников тока. Немецкий учёный Томас фон Зёммеринг (1809) усовершенствовал конструкцию математика Франциско Сальва Кампилло. Обе вмещали 35 параллельных проводов, продолжая идею, описанную выше. Новинка шутя покрывала дистанцию пару-тройку километров.

Приёмная сторона, снабжённая электролитическими колбами, наблюдала пузырьки водорода. Номер реторты соответствовал букве, цифре. Визуальное наблюдение помогало несущему наряд оператору зафиксировать переданное пузырьками сообщение. Битрейт оставлял желать лучшего.

Годную модель построил английский изобретатель Франсис Роналдс (1816). Фамильное поместье (Хаммерсмит Молл) украсила канава протяжённостью 175 ярдов. Отрезок длиной 8 миль снаружи шёл воздушным путём. Представленное адмиралтейству изобретение оценили, как «полностью бесполезное». Письменная работа Роналдса Описание телеграфа и некоторых других электрических аппаратов считается безусловно первым манускриптом, касающимся темы. Попутно Франсис рассмотрел ретардацию сигналов, спровоцированную неизвестной тогда науке индукцией.

Питер наносит ответный удар

Русский дипломат Павел Шиллинг продемонстрировал (1832) дистанционную передачу сообщений меж соседними помещениями. Примечательным моментом стало использование шифрования символов: попытка уменьшить количество соединительных проводов. Роль приёмников сыграли 6 мультипликаторов, соединительных линий стало 8:

Сигнальная.
Возвратная.
6 информационных.

Постепенно изобретатель догадался буквенный код заменить цифровым. Новая редакция прибора содержала 2 медных жилы. Британское правительство (1836) пыталось выкупить патент. Изобретатель отвергает зарубежное предложение, принимая условия Николая I. Длина очередной воздвигнутой линии составила 5 километров, соединив здание адмиралтейства, царский дворец Петергофа, морскую базу Кронштадт для служебной переписки. Проект окончился смертью изобретателя.

Интересно! Ранее (1821) Аднрэ-Мари Ампер высказывал идею реализации телеграфа посредством поворотных рамок, управляющих гальванометром Швейггера. По словам учёного, он экспериментально проверял собственные идеи. Питер Барлоу (1824) повторил шаги, проделанные Ампером, сочтя достигнутую максимальную дистанцию 200 метров неперспективной.

Карл Фридрих Гаусс и Вильгельм Вебер создали (1833, Гёттинген) первый электромагнитный телеграф, объединивший обсерваторию и Институт физики, разделённые пространством протяжённостью 1 км. Шиллинг применял поворотные рамки, наподобие конструкции Швейггера. Немецкие учёные задействовали настоящее электромагнитное реле, образованное катушкой проволоки. Элементами кода стали положительное, отрицательное направления течения тока. Постепенно передачу информации стали кодировать импульсами, повысив скорость. Спонсированные Александром фон Гумбольдтом учёные продолжили работу, первая рабочая модель обустроена Карлом Августом Штайнелем (Мюнхен – 1835-1836 г.г., затем – первая немецкая железная дорога).

Коммерческий успех

Американцы вели разработки параллельно. Некоторые упрекают Дэвида Альтера в плагиате. Доктор ответил репортёру: «Затрудняюсь заметить связь меж изобретением Морзе и телеграфной связью Элдертона. Профессор также вероятно ничего не слышал про местные средства передачи сообщений».

Самюэль Морзе запатентовал (1837) пишущий электрический телеграф. Помощник инженера, Альфред Вэйл разработал регистратор: стилус, управляемый магнитом. Совместно искатели сгенерировали новый код. 11 января 1838 года Морзе выслал сообщение, преодолевшее 3 км провода.

Это интересно! Интернет полон заблуждений, будто первой пташкой стала библейская фраза WHAT HATH GOD WROUGHT? Указанное послание датируется 1844 годом. Тогда длина телеграфной сети составила 44 км.

Май 1837 года подарил планете первый платный сервис отправки сообщений. Вильям Фотергиль Кук и Чарльз Витстон запатентовали шестипроводной игольчатый телеграф. Система могла включать произвольное количество заострённых стальных стержней. Изобретатели рекомендовали использовать 5 штук. Четырёхигольная модель соединила два района Лондона. 25 июля 1837 года прошла успешная демонстрация. Гаусс пробивался спонсированными деньгами – Кук и Витстон заработали, продав запатентованные модели.

Заложенный подземный кабель вскорости приказал долго жить: пробой изоляции. Изделие заменили единственной жилой, лишённой покрытия. Прибор модернизировали. После сокращения осталось 2 иглы, длина кода возросла. Следующая инсталляция (Слау, 1843 год) содержала двухпроводной кабель, обходясь единственным острием. Первый коммерческий успех привлёк внимание энтузиастов, обеспечив отрасль стабильным приростом инноваций.

Азбука Морзе

CША новый код завоёвывал 20 лет, 24 октября 1861 года прикончив Пони Экспресс путём сквозного пересечения континента линией. Вскорости каждый почтовый офис обзавёлся экземпляром новой системы оказания услуг. Коммерсанты видели широкий круг задач:

Повысить скорость передачи.
Снизить стоимость.
Уменьшить объем ручного труда.

Уволить телеграфисток помог метод АВС Витстона (1840). Изобретатель расположил буквы вокруг циферблата часов. Приёмная игла выбирала нужную. Клиенту-получателю оставалось записать результат. Скорость достигла лимита 15 слов/мин.

Новые свершения

Александр Бейн запатентовал (Эдинбург, 1846) химический телеграф. Ток двигал стальной стилус по бумаге, пропитанной смесью нитрата аммония и ферроцианида калия. Полученные голубые маркеры повторяли переданный код Морзе. Максимальная скорость составила 1000 слов/мин. Послание расшифровывал оператор. Новинке пришёл конец: разъярённая группа Морзе отсудила патент.

Параллельно Роял Эрл Хаус разработал печатную систему, содержащую клавиатуру. Приёмная сторона автоматически формировала бумажное сообщение. Заявленная скорость составила 2600 слов/час. Существовала паровая версия 1852 года.

Идею подхватил Дэвид Эдвард Хагис. Клавиатура, содержащая 26 символов, завоевала всеобщее признание. Техника отличалась завидной аккуратностью. Следующая новинка заставила подождать, выявив всеобщее удовлетворение существующим положением дел. Эмиль Бодо (1874) внедрил собственную кодировку. Символ передавался положением пяти переключателей. Скорость составила 30 слов/мин.

Окончательно автоматизировал процесс Чарльз Витстон, изобретя перфоленту. Устройство, бесхитростно названное Стик Панч, напоминало печатную машинку. Оператор садился, набивал послание, вправлял ленту, передавал приёмной стороне. Скорость достигла уровня 70 слов/мин.

Принтеры-телексы

Печатные устройства запоздали. Первой удачной версией считают изобретение Фредерика Крида (1924). Инженер выпустил ряд инновационных механизмов, включая перфоратор ленты. Движителем выступил сжатый воздух. Автоматизированная система кропала 200 слов ежеминутно, составив конкуренцию химической модели XIX века. Работник компании Крида, Дональд Мюррей, модифицировал код Бодо, взяв соответствующий патент. Вскорости модель P3 (1927) завоевала почтовые отделения. Система заинтересовала издание Дэйли Мэйл, вышел адаптированный вариант перфоратора.

Усовершенствованные системы компании Телетайп захватили аэропорты, разнося служебные сообщения, прогнозы погоды. К 1938 году сеть охватила США полностью, исключая штаты Мэн, Южная Дакота, Нью-Хэмпшир. Крид оккупировал Британию, Сименс – Германию. Адресат выбирался согласно стандартному телефонному номеру (импульсный набор). Новый класс устройств назвали телексами.

Посредством мультиплексирования одна линия вмещала максимум 25 машин. Телекс стал надёжным средством дальней связи.

Атлантический кабель

Идея соединить материки родилась параллельно изобретениям Генри, Витстона. Родоначальником считают Морзе (1840). Учёные искали подходящий изолятор, способный защитить медную жилу. Шотландский хирург Вильям Монтгомери предложил (1842) гуттаперчу – липучий сок малазийского растения. Фарадей и Витстон немедля подтвердили изоляционные качества материала. Было решено выполнить прокладку линии Дувр-Кале. Тестирование (1849) прошло успешно на базе реки Рейн.

Первые шаги: зарождение идеи

Джон Ваткинс Бретт получил одобрение Луи-Филиппа проложить линию, объединяющую Англию и Францию. Работы окончились к 1850 году. Трассу довели до Ирландии. Параллельно епископ Джон Маллок, глава Романской католический церкви Ньюфаундленда провел линию лесом, снабдив епархию связью. Следующий проект последователей Христа пересек залив святого Лаврентия. Потуги священника вдохновили Фредерика Ньютона Гисборна. Изобретатель получил (1851) гранд легитимной власти острова, сформировав компанию, высказал идею Цирусу Весту Филду. Так родилась идея покорения Атлантики.

Выработка методики укладки

В 40-е годы XIX века отдельные энтузиасты лелеяли надежду соединить берега Америки, Европы медной жилой. Среди прочего, Эдвард Торнтон, Алонцо Джэкман. Цирус взял консультацию у Морзе. Затем заинтересовал лейтенанта Мэттью Мори, сведущего в океанографии. После Филд оповестил компании Ньюфаундленда, США, Великобритании, предложив организовать океанический телеграф.

Следующий проект (1854) преследовал смелую мысль – покорить Атлантику. Затейники быстро осознали нехватку финансирования. Потребовалось организовать общество, собирающее средства. Первым шагом стала попытка (1855) покорить залив святого Лаврентия. Барк исправно клал кабель, помешал шторм: пришлось срочно резать, спасая жизни людей. Следующим летом пароход успешно завершил задуманное. Филд, назначив главным инженером Чарльза Тильстона Брайта, решился.

Трансатлантическая компания

6 ноября 1856 года предприниматели создали Атлантическую телеграфную компанию (Лондон), занимавшуюся конструированием подводной магистрали, призванной приблизить столь дальние берега США хотя бы с точки зрения скорости передачи новостей. Попытка 1858 года увенчалась успехом. Линию сломали лица, передававшие сообщения.

Километр кабеля, образованного семью медными жилами, весил 26 кг. Покрытый тремя слоями гуттаперчи – почти втрое тяжелее. Изолятор извне защищал конопляный чулок (пенька), броней послужила тесная спираль 18 витых стальных жил. Итоговый вес составил 550 кг/км. Производством занялись две мануфактуры:

Гласс, Эллиот и Ко (Гринвич).
Р.С. Ньювал и Ко (Биркенхэд).

Позже вскрылось: отдельные секции намотаны в противоположных направлениях. Указанное отступление от технологии намеренно преувеличивалось перед общественностью после поломки кабеля, вызванной превышением допустимого электрического напряжения. Правительство Англии выделило 1400 фунтов стерлингов, предоставив корабль. Следующий (после первой неудачи) сбор средств длился 8 лет. 28 июля 1866 года сервис заработал. Общая хронология:

Это интересно! Электрическое разрушение первого удачно проложенного кабеля произвёл Вилдман Вайтхаус. Учёный муж попробовал значительно поднять напряжение, полагая повысить скорость. Публике объявили: виноваты производитель, склады, третьи лица.

Личное мнение перевесило интеллект

Потуги инженеров привлекли внимание учёных, возжелавших исследовать проблемы передачи сигнала вдоль длинных линий. Проще говоря, мужей науки попросту заставили дать ответ. Проблема усугублялась разногласиями 2 главных инженеров, разделённых океаном, на предмет того, как должен работать кабель:

Лорд Кельвин, ухвативший западный конец, считал недопустимым повышать напряжение. Вместо этого предлагалась импульсная передача с детектированием по переднему фронту вытекающего тока. Дифференциальный гальванометр-регистратор Кельвин изобрёл ранее.
Занимавший восточный конец Вайтхаус имел медицинское образование. Знания электричества оставляли желать лучшего. Медик, буквально истолковав закон Ома, внимая совету Кельвина, решил повысить напряжение. Подручные быстро достали индукционную катушку, обеспечивающую разницу потенциалов несколько тысяч вольт. Изоляция морской нити терпела пытку несколько дней, затем система окончательно доломалась. Негативная реакция общественности заморозила дальнейшие работы на 7 лет.

Great Eastern

Проект 1865 года осуществляло судно Great Eastern. Три танка вместили 4300 км кабеля, палубу оборудовали специальной оснасткой. Утром 15 июля 1865 года корабль покинул бухту острова Валентиа. 31 числа пройдено 1968 км, моряки потеряли конец… Пароход затрубил к Англии, Филд организовал новое предприятие – Англо-Американскую телеграфную компанию. Собрав деньги, Великий Восток отчалил 13 июля 1866 года. Презрев капризы погоды, 27 числа команда успешно достигла противоположного берега. Следующим утром (9:00) английское сообщение цитировали передовицы Таймс.