Рождение, расцвет и смерть телеграфа. Ч.1
Несколько десятилетий назад телеграмма была настоящим событием. Почтальон звонил в дверь, объявлял о сообщении, передавал конверт. Но читать телеграмму мог только глава семьи. Ему несколько минут искали очки, пока он стоял с этой телеграммой, затем он сначала про себя, а после - вслух зачитывал сообщение. Телеграммой сообщали о смерти, о рождении, поздравляли с праздниками. Сегодня это сделать проще - можно отправить смску или сообщение в социальных сетях. Вот только бумажный носитель хранили иногда дольше, чем у нас сейчас живут телефоны.
Давайте вспомним, с чего всё начиналось, и как телеграф стал одним из лучших и быстрых средств связи.
Телеграмма родителям космонавта Германа Титова. Музей Г. С. Титова
Первые аппараты и телеграфные линии
Европа
Швейцарский физик в 1774 году собрал одну из первых действующих моделей электрического телеграфа. Информация передавалась между двумя комнатами его дома, а каждой из 26 букв алфавита соответствовал отдельный провод. Другой изобретатель, Ломон, использовал всего один провод для передачи информации.
Это отрывок из статьи, опубликованной в Дублине в 1793 году: "Париж, 16 октября 1787 года. Вечером я был у месье Ломона, весьма остроумного и изобретательного механика, который улучшил хлопкопрядильную машину… В электроэнергии он сделал замечательное открытие. Вы пишете два или три слова на бумаге, он берет лист в комнату и включает машину. Запертый в цилиндрический корпус, на вершине которого находится электрометр - маленький пробковый шарик, провод соединяется с цилиндром и электрометром в другой комнате, и жена Ломона, заметив соответствующие движения шара, записывает слова. Из этого следует, что изобретатель сформировал алфавит движений. Поскольку длина провода не влияет на эффект, переписка может осуществляться на любом расстоянии в пределах города или за его стенами, или в целях более достойных. Как бы эту машину ни использовали, это прекрасное изобретение".
Телеграф Жана Луи Лессажа
22 февраля 1804 года Франциско Сальва (Francisco Salvá) представил в Академии наук в Барселоне электрический телеграф на основе батареи Вольты. Система состояла из шести небольших ёмкостей с водой. В жидкость опущены по два провода, и в зависимости от смены их полярности каждый резервуар показывает по два сигнала благодаря выделению водорода.
Более подробной информации, в том числе азбуки для расшифровки сигналов, до нас не дошло.
Телеграф Франциско Сальвы
Ещё через пять лет член баварской академии наук Зёммеринг (Sömmerring) по указанию короля Максимиллиана изобретает телеграф, снова использующий электролиз и вольтов столб. На принимающей стороне размещался аквариум, в котором от электрода, соответствующего нужной букве, выделялись пузырьки водорода. Вдвое меньше пузырьков кислорода образовывались от второй буквы - то есть одновременно по проводам шли два символа.
Телеграф Зёммеринга
В 1820 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед разослал в доступные учёные учреждения и журналы брошюру "Опыты, касающиеся действия электрического конфликта на магнитную стрелку".
На лекциях в университете он демонстрировал нагрев проволоки электричеством от вольтова столба. На столе во время опыта лежал морской компас, поверх крышки которого проходил провод. Когда учёный замкнул электрическую цепь, стрелка компаса отклонилась. По легенде, это заметил один из присутствующих в аудитории. Другая легенда говорит о том, что сам учёный заметил данное отклонение. Эрстед в процессе своих экспериментов обнаружил, что при расстояние от проволоки до стрелки менее 3/4 дюйма, отклонение составляет 45°, а при увеличении расстояния угол пропорционально уменьшается. Величина отклонения изменяется в зависимости от мощности аппарата. Эрстед проверял эффект на проволоке из разных материалов, пытался экранировать стрелку деревом, стеклом, смолой, помещал в воду.
В брошюре 1820 года он пишет: «Основной вывод из этих опытов состоит в том, что магнитная стрелка отклоняется от своего положения равновесия под действием вольтаического аппарата и что этот эффект проявляется, когда контур замкнут, и он не проявляется, когда контур разомкнут. Именно потому, что контур оставался разомкнутым, не увенчались успехом попытки такого же рода, сделанные несколько лет тому назад известными физиками».
Открытие Ханса Кристиана Эрстеда послужило основой для электромагнитных телеграфов.
Отклонение магнитной стрелки под воздействием электрического тока
Россия
В 1832 году Пауль Шиллинг, русский дипломат и историк, участник Отечественной войны, собрал в Петербурге электромагнитный телеграф. В основе технологии телеграфа находился эффект отклонения магнитной стрелки при взаимодействии с электромагнитным полем от электрических проводов. Предыстория данного изобретения крайне интересна: Шиллинг за пять лет до этого взрывал подводные мины посредством электрического тока, идущего по проводам с каучуковой изоляцией.
Для передачи одной буквы нажимали три или четыре клавиши одновременно. На принимающем аппарате проводники подсоединялись к электромагниту с висящей над ним магнитной стрелкой, которая поворачивалась, когда по проводу шёл ток. Вместе со стрелкой поворачивался сигнальный кружок, чёрный с одной и белый с другой стороны. Шиллинг разработал специальный код, чтобы шести стрелок с сигнальными кружками хватило для передачи всех букв русского алфавита. За минуту по восьми проводам можно было передать десять знаков.
Шестистрелочный мультипликаторный телеграфный аппарат Шиллинга
В 1841 году открылась первая регулярная телеграфная линия, соединяющая Зимний дворец с Генеральным штабом. Это произошло уже после смерти изобретателя в 1837 году. Но работу Шиллинга продолжил Борис Семёнович Якоби, создавший к 1839 году несколько систем телеграфных аппаратов, включая пишущий.
В пишущем телеграфе Бориса Якоби электромагнит приводил в движение карандаш, оставляющий записи на движущейся фарфоровой доске. Аппарат работал на линии Зимний дворец - Главный штаб - Царское село. Записи сложно поддавались расшифровке, чему изобретатель не был рад.
Якоби к 1845 году сделал стрелочный синхронный аппарат с горизонтальным циферблатом, электромагнитным приводом и клавиатурой, а к 1850 году - первый в мире буквопечатающий телеграф. Только его работу правительство считало военным секретом, оттого о проекте мало кто знал.
Стрелочный телеграфный аппарат Б. С. Якоби с вертикальным циферблатом
В 1844 году Якоби пригласили для строительства телеграфной линии вдоль железной дороги между Москвой и Санкт-Петербургом. Изобретатель предложил включить в линию вспомогательную батарею, которая позволит вести передачи при повреждении изоляции подземного кабеля. Подобное устройство затем применили при прокладке кабеля по дну Атлантического океана.
К сожалению, Якоби не достроил линию, заказ на строительство сети телеграфных линий в конце концов получила немецкая компания ”Siemens & Halske”
Стрелочный телеграфный аппарат "Siemens & Halske"
В 1852 году в Москве основали первую телеграфную станцию в здании вокзала Петербург-Московской железной дороги. С 1 октября этого года начинает свою историю компания «Центральный телеграф». В 1869 году станция переезжает на Мясницкую улицу.
К концу 1855 года телеграф охватил города Центральной России и начал соединять страну с Европой. В 1880 году в России применяли телеграфные аппараты нескольких типов и телетайпы.
Центральный телеграф на Мясницкой улице, около 1900 года
США
Американский изобретатель Сэмюэл Морзе запатентовал свою версию телеграфа в 1840 году. Ключ или «молоток» замыкал и размыкал электрическую цепь, автоматический приёмник записывал сигналы. Импульсы тока определенной длительности заставляли колебаться электромагнитное перо, воспроизводившее «точки» и «тире» на бумажной ленте. Перо либо выдавливало сигналы, либо наносило их чернилами.
Телеграфный ключ, он же «молоток»
В 1843 году Конгресс принял билль и выделил изобретателю субсидию для строительства линии между Вашингтоном и Балтимором длиной 65 километров.
Первая попытка проложить кабель под землёй с помощью изобретения Эзры Корнелла - специального траншейного плуга - оказалась неудачной. Но в 1844 году линию открыли, провода шли по телеграфным столбам. Так и на изоляции можно было сэкономить.
Бывший генеральный почтмейстер в двух кабинетов президентов Амос Кендалл сразу понял, насколько телеграф с его высочайшей скоростью передачи информации полезен, и привлёк инвесторов к проекту. Морзе начал продавать лицензии на своё изобретение, и к 1851 году в США открылись пятьдесят независимых телеграфных компаний.
Иллюстрация из патента Эзры Корнелла на плуг для прокладки кабелей.Источник
В 1846 году Роял Эрл Хаус запатентовал печатающий телеграф, способный передавать сорок слов в минуту. Патентом на этот тип телеграфа владел судья Сэмюэл Селден, вместе с которым Хайрам Сибли, шериф округа Монро, штат Нью-Йорк, основал компанию «New York and Mississippi Valley Printing Telegraph Company» (NYMVPTC). Через семь лет название изменилось на «Западный союз» - «Western Union».
Вместо того, чтобы прокладывать новые телеграфные линии, предприниматели стали скупать существующие и объединять их в одну систему. За три года количество офисов «Western Union» увеличилось до 4000, а капитал - с 220 тысяч долларов до 48 миллионов.
Отправить телеграмму по США в 1854 году стоило 20 долларов за сообщение. Из-за этого желающих было не так много, и бизнесмены охотно продавали свои компании Хайраму Сибли. В 1854 году «Western Union» купила патент на телеграф Морзе.
Печатающий телеграф 1900 года, производство Siemens & Halske, Санкт-Петербург
В 1861 году «Western Union» за 112 дней соединили единой трансконтинентальной линией Западное и Восточное побережья США. До появления этой линии сообщения на такое расстояние шли в течение десяти дней - их везли самые храбрые и отчаянные молодые люди верхом. И не все письма доходили из-за постоянных нападений бандитов.
Прокладка трансконтинентальной телеграфной линии. Сотрудник службы Pony Express приветствует строителей.
Связь между континентами
Подводные телеграфные линии в Европе
К середине XIX века телеграфные сети связывали большинство крупных городов Европы и США - по суше. А вот отправить телеграмму через океан было затруднительно.
Подробнее о подводных телеграфных линииях - в следующем посте.
Статья на Geektimes.