Всем привет! На связи Ирина Маркова и подкаст «До нас дошло». Мы (Иннокентий Солнцев, Артем Ковальчук, Марат Сибгатулин и я) делаем небольшие подкасты про историю связи. Когда я делала цикл выпусков про историю телеграфа, у меня скопилось большое количество ссылок и заметок на эту тему. И вот ребятам пришла идея объединить все сценарии в большой текст здесь, помимо уже записанных выпусков. Ну кто я такая, чтобы им отказать?
С названием долго думать не пришлось. На хабре очень много статей с названием «Краткая история телеграфа» или «История телеграфа в кратком изложении» и т. д. У меня получилось расписать основные этапы немного подробнее.
О чем будет эта статья? Она раскроет основные вехи развития телеграфа: что было до телеграфа, первые оптические системы, электрохимические системы, первые электромагнитные телеграфы и их вариации, мультиплексный телеграф Бодо и венец этого развития — телетайп.
Итак, мы начинаем!
Что было до
Как думаете, как общались люди в дописьменное время? Во‑первых, новости можно просто рассказать. А если информация срочная и важная, то можно было и покричать, чтобы быстрее услышали. А можно и посвистеть. Свистящие языки встречаются во многих странах мира, особенно в горных районах, потому что в горах из‑за особенностей акустики свист распространяется на большие расстояния. Хорошо известен свистящий язык коренных жителей Канарских островов. Он насчитывает порядка 4 тысяч слов.
В принципе, сюда можно отнести и известные народные тирольские песни «йодль». Исторически, это были не песни, а средство общения между пастухами на альпийских лугах, чтобы не добираться до соседнего пастбища или деревни.
Кроме голоса древние люди использовали и подручные инструменты, самым известным из которых стал пустой ствол дерева. Звук от него разносился на большие расстояния. А позднее из них появились барабаны. Считается, что это произошло около 6 тысяч лет назад. В Африке барабаны тамтамы до сих пор используются для связи. Звуки барабанов отличаются по тональности и продолжительности. Это позволяет передавать сообщения с определённым смыслом, а не только сигнализировать об опасности.
Благодаря вестернам и художественным книгам подача дымовых сигналов считается исключительно индейским способом передачи информации. А это не совсем так. Например, с помощью факелов и костров «переговаривались» между собой сторожевые башни Великой Китайской стены. Упоминание о сигнальных огнях мы найдем и в трагедии Эсхила «Агамемнон» — именно таким образом, через систему специальных постов, было передано сообщение о падении Трои в Микены. На этом древние греки не остановились и изобрели сразу два хитроумных способа общаться при помощи огня.
Первый — факельный телеграф Полибия. Он предполагал строительство двух зубчатых стен с пятью промежутками. 24 буквы греческого алфавита были разбиты на пять групп, так что каждой букве соответствовал код из двух цифр: номера группы и порядкового номера буквы в группе. Для передачи, например, буквы «К», которая относилась ко второй группе, на левой стене выставляли два факела, а на правой — пять (такое место занимает она в своей группе). Система была довольно громоздкой и позволяла передавать только короткие сообщения, поэтому распространения не получила.
Авот второй — водяной телеграф, известный по трудам Энея Тактика, с успехом применялся на Сицилии. В два одинаковых глиняных сосуда со сливными отверстиями в дне вставляли куски пробки с вертикальными стойками, разграниченными на 24 деления. Каждое из делений означало какое‑либо событие, часто случавшееся во время войны. Сосуды устанавливались на передающей и принимающей станциях и наполнялись водой. Если нужно было отправить сообщение, передающая станция подавала сигнал факелом, а принимающая станция таким же образом извещала о своей готовности. Тогда отправитель опускал факел и одновременно открывал слив, то же самое делал и получатель. Вода вытекала до тех пор, пока деление, соответствующее сообщению, не поравняется с краем сосуда. В этот момент отправитель вновь поднимал факел. Адресат смотрел, до какого деления опустился поплавок, и таким образом расшифровывал сообщение. У этой системы был один существенный недостаток — ограниченное число сообщений, которое можно было передать. Впрочем, некоторые специалисты полагают, что 24 отметки означали 24 буквы греческого алфавита и можно было передавать послания с произвольным значением.
А теперь скажем пару слов о почте.
Пару слов о почте
Почта в античности возникла как необходимость управления обширными территориями (Египет, Персия, Рим), зародившись около 2400 г. до н. э. Она представляла собой государственную службу курьеров, доставлявших указы пешком или на лошадях эстафетным методом. Одна из историй, сохранившихся до наших дней связана с легендой о Фидиппиде. В античные времена гонец Фидиппид преодолел путь из города Марафон в Афины, чтобы сообщить о победе греков над персами. Когда герой добрался до города, он оповестил жителей о победе и тут же умер.
Кир Великий, основатель Персидской империи, создал одну из первых организованных почтовых систем в истории. Его империя простиралась от Малой Азии до Индии, и для эффективного управления требовалась надёжная связь. Кир организовал сеть дорог, самой известной из которых была Царская дорога, длиною 2 700 км от города Суз до города Сард. На этих дорогах через определённые расстояния располагались станции, где гонцы могли сменить лошадей и отдохнуть. Это позволяло быстро доставлять сообщения и указы по всей империи. Гонцы передавали послания в виде устных сообщений или записей на глиняных табличках. Система была настолько эффективной, что, по словам греческого историка Геродота, «ни снег, ни дождь, ни жара не мешали гонцам выполнять свои обязанности». Эта фраза позже стала девизом почтовой службы США.
В Римской республике организация почтового дела, возможно, была заимствована у персов. Вначале, только богатые патриции, владевшие многочисленными рабами, имели собственных гонцов. Для правительственных и частных целей также существовали гонцы, а частные предприниматели отдавали в найм повозки и вьючный скот.
Гай Юлий Цезарь заложил основы для создания государственной почты, которая получила значительное развитие при императоре Августе. В те времена почта называлась cursus publicus - государственная почта. Она была подчинена непосредственно императору и не разрешалась для частных посланий.
В Европе все почтовые достижения римлян исчезли вместе с падением империи. Король Франции Хлодвиг I с 482 по 511 год, пробовал воссоздать почтовую связь из остатков римской государственной почты, но успеха не добился. И через три века, во времена Карла Великого сообщения доставлялись с большими трудностями. Гонцы были, но «государственной почтой» они так и не стали.
Феодалы пересылали письма и сообщения со своими гонцами. Если что-либо хотели переслать духовные лица или ученые в университетах, то приходилось каждый раз изыскивать способ. Кроме этих сообществ, переписка была нужна купцам и ремесленникам.
А раз нужна, то такие службы появились. Постепенно право пользования этими услугами стало предоставляться и другим людям. Купеческая почта состояла при крупных торговых домах, которые содержали собственных курьеров.
В 1490 году император Священной Римской империи Максимилиан I поручил Францу фон Таксису организовать регулярную почтовую службу для связи между своими владениями. Это стало началом официальной почтовой системы, которая впоследствии охватила большую часть Европы.
Состояние дорог в Средневековье, мягко говоря, оставляло желать лучшего. Добавьте сюда разбой на дорогах, плюс огромное количество границ, которые надо было пересечь. Причем у каждого из правителей было свое представление о том, сколько должен заплатить проезжающий по их территории и в каких деньгах (ведь каждый правитель чеканил собственную монету). Вот тут Таксису особенно и пригодилось знание римской истории. Он начал с того, что занялся обустройством мест для смены лошадей, делая всё точно так же, как в Древнем Риме.
Семья Таксис разработала эффективную сеть почтовых маршрутов, используя конных курьеров и станции для смены лошадей. Это позволяло доставлять письма и посылки с невиданной для того времени скоростью. Они ввели изменение, оказавшееся в почтовом деле революционным, — сконцентрировались не на курьере, а на почте.
На почтовых станциях меняли не только лошадей, но и курьеров. Если раньше именно курьер был главным, потому что эта традиция шла со времен, когда корреспонденты не всегда знали грамоту и часто сообщение передавали на словах, то теперь главным стал почтовый мешок, который передавали на каждой станции свежему человеку на свежей лошади. Также они установили стандарты для почтовых услуг, включая фиксированные тарифы и регулярные маршруты, что стало прообразом современной почты.
Курьеров отличала предельная аккуратность, пунктуальность и железное соблюдение всех установленных регламентов: как вести себя в той или иной ситуации, как обмениваться корреспонденцией, как хранить и крепить груз. Это всегда были крепкие и хорошо вооруженные люди. С этой прибыльной службы выгоняли всякого, «в ком будет заподозрена порочность», причем толковалась «порочность» весьма широко.
В 1516 году император Карл V даровал семье Таксисов монопольное право на организацию почтовых услуг в империи, что сделало их почтовую систему одной из самых мощных в Европе.
Однако с развитием национальных почтовых систем в XIX веке влияние Таксисов начало ослабевать. В 1867 году Пруссия выкупила их почтовую сеть, что положило конец их монополии. Тем не менее, семья сохранила своё влияние и богатство, а их вклад в развитие почтовой связи остаётся важной частью европейской истории.
Итак, какой итог? До XVII века основным способом передачи информации была почта. Но она была медленной и дорогостоящей. Для быстрой связи в Средние века все еще использовали дымовые и огненные сигналы для связи между городами и крепостями, особенно в регионах, контролируемых крестоносцами, таких как Палестина и Сирия. В Испании к 1340 году кастильский флот внедрил прообраз семафорной азбуки. Они применяли разноцветные флаги для передачи приказов и закодированных сообщений между кораблями во время конфликтов. Но и эти способы зависели от видимости, времени суток и погодных условий.
Подробно можно послушать в нашем выпуске
Поэтому, поиски способа быстрой передачи информации продолжаются…
Появление оптического телеграфа
Основой создания оптического телеграфа стало изобретение телескопа в 1608 году. Ханс Липперсгей подал первую известную патентную заявку на телескоп. Это устройство не только открыло новые горизонты в астрономии, но и стало основой для первых попыток передачи сообщений на большие расстояния.
Следующий важный этап связан с именем британского астронома Роберта Гука. В 1684 году он представил Королевскому обществу в Лондоне план оптической передачи сообщений с использованием комбинации телескопа и сигнальной рамки. Гук предложил использовать доски разной формы, представляющие буквы алфавита, которые можно было подвешивать в раме и показывать в определенном порядке. Он даже провел эксперимент, передавая сигналы через Темзу. Однако его система была признана ненадежной из‑за частых туманов и плохой погоды в Британии, что остановило дальнейшие разработки.
Одной из ключевых проблем ранних телеграфных систем было низкое качество телескопов, которые страдали от оптических искажений. В 1747 году Леонард Эйлер предложил решение, устранив хроматическую ошибку линз — явление, при котором свет разных длин волн фокусируется в разных точках, создавая цветовые искажения. Это позволило разработать более компактные и эффективные телескопы. В 1757 году английский оптик Джон Доллонд усовершенствовал идею Эйлера, создав ахроматический телескоп. Этот телескоп использовал комбинацию линз из разных видов стекла, что позволило значительно улучшить качество изображения.
Но настоящий прорыв в области коммуникаций произошел во время Французской революции. Аббат Клод Шапп, увлеченный наукой, начал эксперименты с оптической сигнализацией. Первые испытания прошли в 1791 году, а уже в 1793 году Шапп представил свою систему Национальному конвенту. Его изобретение получило название — «телеграф». Оно происходит от двух древнегреческих слов — tele (далеко) и grapho (пишу).
Основным элементом системы была семафорная башня, которая устанавливалась на возвышенностях для обеспечения прямой видимости между соседними станциями. Каждая башня была оснащена главным механизмом — семафором Т‑образной формы, состоящим из регулируемой планки (или балки) длиной около 4–5 метров и двух более коротких крыльев (или индикаторов), закрепленных на концах балки. Планки и крылья могли принимать 196 различных положений, каждое из которых соответствовало букве, цифре или даже целому слову. Для наблюдения за сигналами соседних станций использовались телескопы, что позволяло операторам точно считывать комбинации даже на большом расстоянии. Для кодирования сообщений был разработан специальный словарь, содержащий тысячи слов и фраз.
Система Шаппа оказалась настолько эффективной, что уже в 1794 году была построена первая телеграфная линия между Парижем и Лиллем длиной 210 км.
Скорость передачи сигналов была впечатляющей для того времени. В ясную погоду сообщение из Парижа в Лилль передавалось всего за 9 минут. Это было настоящим прорывом, особенно если учесть, что до этого информация передавалась с помощью курьеров, и на доставку сообщений уходили недели, а то и месяцы.
В том же 1794 году Иван Кулибин независимо создал свою систему — «дальнеизвещающую машину». Принцип тот же, что и у Шаппа, но Кулибин использовал систему зеркал и отражателей, которые могли направлять световые сигналы на большие расстояния. В отличие от оптических телеграфов, использующих дневной свет, машина Кулибина могла работать и в ночное время благодаря использованию искусственных источников света. К сожалению, его изобретение не получило поддержки властей и оказалось в Кунсткамере, где и было забыто.
Несмотря на все свои преимущества, оптический телеграф имел ряд существенных недостатков. Во‑первых, он был крайне зависим от погодных условий. В туман, дождь или ночью передача сигналов была невозможна. Попытки использовать мощные фонари для ночной связи не дали стабильных результатов.
Во‑вторых, система была абсолютно открытой — сигналы могли видеть все, что делало их уязвимыми для перехвата. Хотя коды передачи были секретными, всегда существовал риск утечки информации, особенно в условиях войны или политических интриг.
Поэтому, поиски способа быстрой передачи информации продолжаются…
Подробно можно послушать в нашем выпуске
Предшественники электромагнитного телеграфа
Если оптический телеграф Клода Шаппа стал первым шагом к созданию систем связи вообще, то очередной прорыв произошел с открытием электричества.
В середине XVIII века учёные начали экспериментировать с передачей сообщений при помощи электричества, используя новые тогда инструменты: электростатические машины, лейденские банки и провода. В 1753 году в журнале Scot’s Magazine появилось письмо от неизвестного автора с инициалами C.M., который предложил систему с отдельным проводом для каждой буквы алфавита. На конце каждого провода должен был висеть лёгкий шарик, который при подаче заряда поднимал бы листок с нужной буквой. Кто скрывался под инициалами, осталось загадкой, и неизвестно, построил ли кто-то такое устройство.
Позже, в 1774 году, швейцарский физик Жорж Луи Лесаж создал похожую систему с 26 проводами, собранную наподобие клавесина. С её помощью можно было передавать сообщения между двумя комнатами в его доме. Он даже хотел предложить её прусскому королю Фридриху Великому, но тот, видимо, не заинтересовался и дальнейшее развитие система не получила.
Следующим витком развития стало изобретение Алессандро Вольта — вольтов столб. Алессандро Вольта, итальянский ученый‑самоучка, продолжил исследования Луиджи Гальвани, который изучал «животное электричество». Вольта обнаружил, что электричество можно генерировать, помещая два разных металла в кислую жидкость. Он создал устройство, которое назвал «электромоторным аппаратом», позже известное как вольтов столб. Это изобретение состояло из чередующихся медных и цинковых дисков, разделенных слоями ткани, пропитанных кислотой. Вольтов столб стал первым надежным источником постоянного электрического тока.
Одним из первых его применил британский химик Уильям Николсон, который в 1800 году совместно с Энтони Карлайлом открыл электролиз воды. Это явление разложения воды на водород и кислород электрическим током позже вдохновило на создание первых электрохимических телеграфов.
В 1809 году, когда Австрия вторглась в Баварию, баварский король Максимилиан, впечатлённый скоростью французского оптического телеграфа, но видя его зависимость от погоды, поручил Академии наук найти альтернативу. Член Академии Земмеринг, используя вольтов столб, создал «пузырьковый телеграф».
Принцип работы был следующим: для вызова абонента два сигнальных провода подключались к батарее. На приёмном конце в сосудах с водой начинался электролиз, и выделявшиеся пузырьки газа скапливались под «ложками». Когда газов становилось достаточно, ложка всплывала, а шарик на её противоположном конце ударял в звонок, оповещая телеграфиста. После этого передатчик, соединяя источник тока с буквами алфавита, отправлял сообщение. Приёмник же следил, в каких сосудах активнее шли пузырьки, и записывал соответствующие буквы.
Позже систему усовершенствовали, используя оба направления тока для одновременной передачи двух букв, определяя их по количеству пузырьков (водорода выделялось вдвое больше, чем кислорода). Несмотря на успешные испытания на нескольких километрах и демонстрации коронованным особам, широкого распространения телеграф не получил. Развитие телеграфии пошло другим путём после открытия Эрстеда в 1820 году, который обнаружил, что электрический ток отклоняет стрелку компаса, создавая магнитное поле. Это явление произвело сенсацию и открыло дорогу электромагнитным телеграфам.
Уже через два месяца французский ученый Андре‑Мари Ампер предложил использовать отклонение магнитной стрелки для передачи сигналов. Он разработал концепцию электромагнитного телеграфа, состоящего из 30 магнитных стрелок, каждая из которых управлялась двумя проводами. Но этот проект не был реализован. Вместе с тем, сама идея использовать электрический ток для передачи информации оказалась весьма удачной и была подхвачена другими изобретателями, среди которых ключевую роль сыграл русский ученый Павел Львович Шиллинг.
Первый электромагнитный телеграф
Павел Львович Шиллинг был личностью поистине энциклопедического масштаба. В 1795 году девятилетний Павел Шиллинг был зачислен прапорщиком в полк своего отца, но уже в начале 1797 года после смерти отца его отправили в Санкт‑Петербург и определили в Первый кадетский корпус. По окончании учёбы шестнадцатилетний подпоручик Шиллинг был направлен в российский Генеральный штаб. Однако после того, как его мать вышла замуж за дипломата барона Карла Бюлера, а отчим получил назначение посланником в Мюнхен, Павла в мае 1803 года перевели в министерство иностранных дел и отправили туда же переводчиком.
Именно там в 1805 году в семье Карла Бюлера появился домашний врач Самуил Томас Земмеринг. В 1810 года Шиллинг впервые увидел опыты Земмеринга и настолько увлёкся, что стал постоянным гостем изобретателя. В июне 1811 года учёные провели эксперименты по передаче сигналов через воду. Тогда же Шиллинг познакомился со статьёй профессора Швейггера, который предлагал использовать для вызова водородный капсюль. Эта идея заинтересовала Шиллинга, но совсем с другой стороны: он задумался не о сигнальном устройстве, а об электрическом запале для подрыва пороховых мин. Учитывая, что Европа уже два десятилетия была охвачена войной, такое направление мысли выглядело вполне естественным.
Результатом этой страсти стало первое значительное изобретение — система электрического подрыва мин на расстоянии до 500 метров, которую он представил военному командованию в 1812 году. С началом войны с Наполеоном Шиллинг, отказавшись от дипломатической карьеры, добровольцем ушел в армию. Храбрый гусар, награжденный саблей «За храбрость», параллельно проявил себя как блестящий организатор, внедрив в армии технологию литографии для массового печатания карт, что решило проблему обеспечения войск актуальной топографической информацией.
После войны его талант нашел применение в криптографии. Работая в МИДе, Шиллинг разработал и внедрил практичную систему биграммного шифрования, которая оставалась актуальной вплоть до XX века. Эта деятельность, возможно, уберегла его от участия в движении декабристов.
В 1830 году, после успешного внедрения новой системы шифрования, он предложил возглавить дипломатическую миссию к китайско‑монгольской границе. Поскольку большинство дипломатов предпочитали европейские столицы, царь без раздумий одобрил кандидатуру Шиллинга.
Интересно, что одним из потенциальных участников этой экспедиции мог стать Александр Сергеевич Пушкин. Их знакомство имело любопытную предысторию: еще занимаясь литографией, Шиллинг в шутку размножил стихи Василия Пушкина (дяди великого поэта), создав таким образом первую в России литографированную рукопись. После войны 1812 года Василий Пушкин познакомил Шиллинга со своим племянником, и между ними завязалась крепкая дружба.
7 января 1830 года Пушкин написал прошение об отправке в экспедицию, однако царь отказал поэту, лишив таким образом русскую литературу возможных пушкинских стихов о Сибири и Дальнем Востоке. До нас дошли лишь несколько строф, в которых поэт выражал мечту отправиться в это путешествие вместе со своим другом Шиллингом:
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,
В кипящий ли Париж, туда ли наконец,
Где Тасса не поет уже ночной гребец,
Где древних городов под пеплом дремлют мощи,
Где кипарисные благоухают рощи,
Повсюду я готов...
Но ключевым достижением Павла Шиллинга стало создание первого электромагнитного телеграфа, публично продемонстрированного в его петербургской квартире 9 (21) октября 1832 года (по старому стилю).
В своем описании телеграфа, Павел Львович Шиллинг объяснил, что его изобретение основано на открытии Эрстеда: магнитная стрелка отклоняется под действием электрического тока. Чтобы сделать телеграф надежным, Шиллинг решил две задачи: он создал умножитель, который многократно усиливал электрическую силу, и придумал способ успокаивать колебания стрелки, возвращая её в исходное положение. Его телеграф состоял из вольтова столба, проводников, умножителя с коммутатором и будильника.
Шиллинг творчески использовал все главные открытия в области электромагнетизма, сделанные до него Вольтой, Эрстедом, Ампером и другими учёными. Однако главная проблема заключалась в телеграфном коде. Строить линию с отдельным проводом на каждую букву было слишком дорого. Здесь Шиллингу помогло его образование. Он был востоковедом, знатоком восточных языков и криптографии. Именно этот опыт позволил ему разработать удобный код.
Первый образец телеграфа, созданный не позднее 1828 года, был двухпроводным и однострелочным. Однако код этого аппарата оказался слишком сложен для повседневного применения. В однострелочном телеграфе каждая буква передавалась комбинацией из одного‑пяти последовательных отклонений стрелки вправо или влево. Оператору приходилось заучивать множество таких комбинаций и внимательно отсчитывать каждый сигнал, что требовало долгой подготовки и часто приводило к ошибкам. Желая сделать телеграф доступным для любого неподготовленного человека, Шиллинг сознательно пошёл на усложнение приёмного устройства.
К 1832 году он изготовил шестистрелочный аппарат с шестью мультипликаторами, каждый из которых был снабжён бумажным диском, окрашенным с одной стороны в белый цвет, а с другой — в чёрный. Теперь каждая буква или цифра отображалась в виде неподвижной комбинации из шести белых и чёрных дисков, которую можно было мгновенно прочитать взглядом. Так Шиллинг пожертвовал технической простотой ради простоты и наглядности использования.
9 (21) октября 1832 года он впервые публично продемонстрировал свой телеграф в доме на Марсовом поле. Передатчик находился в одном крыле здания, а приемник — в другом, на расстоянии ста метров. Первая телеграмма из десяти слов была передана одним из гостей и моментально принята.
Демонстрацию посетил император Николай I, который остался очень доволен. В 1836 году для испытаний построили линию в здании Адмиралтейства длиной пять верст, часть провода пролегла под водой. Испытания прошли успешно, после чего было решено строить линию между Петергофом и Кронштадтом.
Изобретение Шиллинга получило и международное признание. В 1835 году он представил свой телеграф на съезде естествоиспытателей в Бонне, где оно вызвало огромный интерес. Немецкие ученые Гаусс и Вебер использовали его принципы в своих работах, а англичанин Уильям Кук, ознакомившись с аппаратом, взял его за основу для собственной разработки, которая впоследствии была внедрена на британских железных дорогах.
К середине 1830-х годов Шиллинг также начал работу над графической регистрацией сигналов — ключевым элементом для создания полноценного телеграфа, — но, к сожалению, не успел завершить свои изыскания, скончавшись в 1837 году. Его наследие продолжил Борис Якоби, выдающийся физик, усовершенствовавший электрический телеграф.
Подробно можно послушать в нашем выпуске
Развитие стрелочных аппаратов в России
После смерти пионера электрического телеграфа Павла Львовича Шиллинга единственным специалистом в России, способным продолжить его дело, оказался Борис Семёнович Якоби. Уроженец Пруссии, архитектор по образованию, Якоби увлекся электротехникой и в 1837 году переехал в Россию, где стал профессором Дерптского университета. Его научная репутация, основанная на создании модели электродвигателя и открытии гальванопластики, привлекла внимание властей.
Умирающий Шиллинг, видя в Якоби достойного преемника, лично посвятил его в свои телеграфные проекты. Однако после смерти Шиллинга работы над его амбициозным проектом связи между Петергофом и Кронштадтом остановились. Якоби же сознательно избегал телеграфной темы, опасаясь технических и бюрократических трудностей, с которыми столкнулся его предшественник, и был полностью поглощен другими проектами, такими как создание первой в мире лодки с электродвигателем.
Ситуация коренным образом изменилась в 1841 году, когда император Николай I лично поручил Якоби заняться развитием электрического телеграфа.
Первым практическим шагом в развитии телеграфа в России стала экспериментальная линия между Зимним дворцом и Главным штабом. Главной сложностью оказалась прокладка проводов: император Николай I требовал размещать линии под землёй ради секретности, хотя мировая практика признавала воздушные линии более дешёвыми и надёжными. Якоби был вынужден подчиниться.
Осенью 1841 года проложили экспериментальный кабель в железных гильзах, но к весне 1842 года связь прервалась из‑за проблем с изоляцией. Позже Якоби усовершенствовал технологию, применив стеклянные трубки и смоляные желоба. В ходе работ он сделал важное открытие: земля может служить естественным проводником, заменяя одну из медных жил и вдвое сокращая расход материалов.
Однако в апреле 1844 года Николай I наложил запрет на публикацию любых материалов о российских телеграфных технологиях, ссылаясь на государственную безопасность. Это решение изолировало отечественные достижения от мирового сообщества на 15 лет. Лишь в 1858 году Якоби получил разрешение Александра II на публикацию, но к тому времени телеграфная отрасль ушла далеко вперёд. Административные ограничения середины XIX века привели к тому, что перспективные разработки Якоби в области телеграфии, засекреченные на 15 лет, к моменту их публикации в 1901 году в «Почтово‑телеграфном журнале» уже представляли лишь исторический интерес, в то время как мировая телеграфная технология совершила качественный скачок вперед.
Параллельно, в 1844 году Б.С. Якоби получил задание создать подземную телеграфную линию для Николаевской железной дороги. Несмотря на успешный опытный участок, масштабный проект провалился из‑за непреодолимых проблем с изоляцией кабеля от влаги. В 1848 году, осознав тупиковость ситуации, Якоби выдвинул ультиматум руководству, и работы фактически остановились.
Россия была не единственной страной, где существовало предубеждение против воздушных телеграфных линий. Прусский Генеральный штаб также считал, что народ непременно разрушит провода на столбах, поэтому там активно накапливали опыт строительства подземных телеграфов. В 40-е годы XIX века опытами с электромагнитным телеграфом занялся прусский поручик Вернер Сименс. В российской историографии его деятельность часто связывали с коррупцией в Главном управлении путей сообщения, а академик Якоби прямо обвинял Сименса в плагиате. Однако документальных подтверждений этим обвинениям нет.
Появление Сименса в России произошло после ухода Якоби, который был главным специалистом в области телеграфии. У Якоби остались ученики, но все они были хорошими исполнителями и не претендовали на самостоятельную роль. Между тем император Николай I требовал результатов, а четыре года опытов с подземной прокладкой проводов успеха не принесли. Руководство ведомства обратило взор на Пруссию, где подобные проблемы решались успешнее.
Сименс знал о неудачных опытах Якоби с изоляцией из смолы, стеклянных трубок и каучука. Это позволило ему не тратить время на бесполезные эксперименты. В 1846 году он получил из Лондона образец гуттаперчи — нового материала, который становился эластичным при нагревании и твердел на холоде. Сименс создал машину для нанесения разогретой гуттаперчи на медную проволоку под давлением. Такие провода могли сохранять работоспособность под землёй до двух лет. В 1847 году он проложил подземную линию от Берлина до пригорода Гросбеерен, а в 1849 году получил заказы на строительство нескольких линий, соединивших Берлин с важными центрами Пруссии и Франкфуртом-на-Майне.
Весной 1849 года российский полковник Бенкендорф прислал из Берлина донесение об успехах Пруссии в военном применении телеграфа. Николай I велел отправить выписку главноуправляющему Клейнмихелю. Вскоре подполковника Людерса и штабс-капитана Гетшеля командировали в Берлин и Гамбург для изучения телеграфных систем. Они осмотрели все действующие линии, собрали сведения о стоимости материалов и приобрели образцы. У фирмы «Сименс и Гальске» купили четыре телеграфных аппарата и 30 вёрст изолированного гуттаперчей проводника. Испытания на участке от Петербурга до Колпино прошли успешно.
Подробно можно послушать в нашем выпуске
Развитие стрелочных аппаратов в Англии
Тем временем в Англии развитие телеграфа стало одним из ключевых достижений промышленной революции, тесно переплетаясь с бурным ростом железных дорог и острой потребностью в быстрой коммуникации. В начале XIX века стремительное расширение транспортной сети столкнулось с хаосом на путях: традиционные расписания, семафоры и системы сигнальных флаг неспособны предотвращать аварии. Ответом на этот технологический и управленческий вызов стало изобретение Уильяма Кука и Чарльза Уитстона — электрический телеграф, запатентованный в 1837 году.
Чарльз Уитстон, выросший в семье, связанной с производством инструментов, с детства увлекался физикой и музыкой. Это увлечение привело его к изобретению популярной концертины в 1829 году. Его музыкальные изобретения впечатлили великого физика Ганса Эрстеда, который, посетив демонстрацию акустических экспериментов Уитстона в 1823 году, познакомился с ним и уговорил написать первую научную работу по акустике. Благодаря Эрстеду это исследование было представлено во Французской академии.
Позже, по настоянию астронома Джона Гершеля, Уитстон стал активным участником Британского Королевского Института, где тесно сотрудничал с Майклом Фарадеем. Фарадей неоднократно представлял публике научные работы Уитстона, отдавая ему приоритет в изучении звука. Уитстон глубоко исследовал акустику: он объяснил фигуры Хладни, изучил влияние обертонов на тембр и создал калейдофон для визуализации звуковых колебаний.
Со временем его интересы сместились в область электричества. Он измерил скорость тока, исследовал спектр электрической искры и создал первые реостаты. Однако главными его вкладами стали изобретение стереоскопа в 1838 году и создание знаменитого «мостика Уитстона» для точного измерения электрического сопротивления в 1843 году, который применяется до сих пор.
Именно в сфере электротехники Чарльз Уитстон встретил Уильяма Кука, который пришел к идее телеграфа своим путем. Будучи сыном профессора анатомии и бывшим военным, Кук занимался созданием анатомических моделей. В 1836 году, посетив лекцию с демонстрацией телеграфа Шиллинга, он был настолько поражен, что полностью посвятил себя этой задаче. Уже через три недели Кук создал рабочую модель собственного аппарата.
Прорыв произошел в 1837 году, когда Уильям Кук и Чарльз Уитстон запатентовали электрический телеграф. Их пятистрелочная система, в которой буквы алфавита указывались комбинациями отклонений стрелок, была впервые внедрена в 1839 году на участке Великой Западной железной дороги между Паддингтоном и Уэст-Дрейтоном. Изначально технология вызывала скепсис: железнодорожные компании сомневались в её практичности. Однако уже в 1841 году телеграфные линии протянулись на 13 миль, позволив станциям координировать движение поездов в реальном времени. Например, депеша о задержке состава могла быть отправлена за минуты, предотвращая скопление на путях.
Влияние железнодорожного телеграфа вышло за рамки транспорта. Он стал прообразом национальной коммуникационной инфраструктуры: к 1870-м телеграфные линии параллельно железнодорожным путям соединили все крупные города, ускорив передачу коммерческих и частных сообщений. Экономисты отмечали, что синхронизация грузовых перевозок через телеграф снизила логистические издержки, стимулируя рост промышленности.
Несмотря на получение патента в декабре 1837 года, партнерство Уильяма Кука и Чарльза Уитстона не имело счастливого конца. Их сотрудничество, изначально омраченное спорами о распределении доходов, постепенно разрушалось из‑за технических, коммерческих и личных разногласий. Кук занимался коммерческой стороной, а Уитстон — техническими усовершенствованиями, что создавало напряжение.
Смертельным ударом для их бизнеса стало появление телеграфа Морзе, который использовал всего один провод и универсальный код из точек и тире. Попытки Кука и Уитстона блокировать конкурента в Англии или предложить ему сотрудничество в США провалились. Даже громкий успех в поимке преступника в 1845 году не спас их систему от вытеснения с рынка. Железные дороги переходили на упрощенные одно‑ и двухстрелочные модели, а позже — на аппараты Морзе.
Партнеры разошлись: Кук оставил телеграфию и неудачно инвестировал в каменоломни, а Уитстон сосредоточился на исследованиях. Его главным достижением стал первый в мире действующий автоматический телеграфный аппарат, использовавший перфоленту с кодом Морзе и значительно увеличивший скорость передачи.
Подробно можно послушать в нашем выпуске
Телеграф Морзе
Американский изобретатель Сэмюэль Морзе, запатентовавший свой электромагнитный телеграф 20 июня 1840 года, не был первооткрывателем в этой области. Первые успешные аппараты создали Павел Шиллинг в России, а также изобретатели в Германии, Пруссии и Великобритании. Однако ключевым отличием изобретения Морзе стало то, что телеграф был электромеханическим, а не стрелочным.
Морзе родился в 1791 году в образованной семье, с детства проявляя страсть к рисованию, которая граничила с хулиганством. Несмотря на наказания за рисунки на мебели, его художественный талант был очевиден: уже в 14 лет он создал успешные работы. Помимо искусства, он увлекался науками, что привело его в Йельскийколледж. Именно там, на лекции об электричестве, у него зародилась идея телеграфа, когда он услышал о возможности сделать электрический ток видимым.
Хотя многие ученые в разных странах уже работали над этой проблемой ключевым для Морзе стали слова лектора: «Если ток наэлектризованной жидкости встретит задержку на своем пути, то он сделается видимым и при своем дальнейшем движении оставит след на промежуточном теле». Эта мысль глубоко запала ему в душу. Он стал одержимо изучать все доступные материалы по электричеству, посещал лекции, ставил опыты, признаваясь позже, что именно возможность сделать электричество видимым в любой точке цепи стало «первым семенем» его изобретения.
Однако страсть к живописи, проявившаяся с детства не ослабевала. По совету известных художников, отец, несмотря на скромные средства, решил отправить сына в Англию. Эта поездка вынудила Морзе вести крайне экономную жизнь и временно отказаться от дорогостоящих электрических экспериментов.
Уже в первом письме домой сквозит его боль из‑за медлительности связи: «Мое главное желание, — пишет он, — чтобы это письмо поскорее пришло к вам... Если б я только мог моментально передать известие! Но три тысячи миль не перелетишь в один момент...».
Несмотря на финансовые трудности и лишения, Морзе провел в Англии еще два года, завоевав известность в художественных кругах Лондона и войдя в круг общения с выдающимися людьми эпохи, включая художников, поэтов и других представителей интеллектуальной элиты. Этот период укрепил его как художника, но идея создания телеграфа, посеянное в Йеле, продолжало жить в его пытливом уме.
В 1815 году, после четырех лет в Европе, 24-летний Морзе вернулся в Америку известным художником, но почти без денег. Его картина «Суд Юпитера» вызвала восхищение публики, но не нашла покупателя. Чтобы заработать, он перебивался портретами местных богачей в Нью-Гэмпшире, а также с братом даже пытался продавать изобретенный ими насос, но безуспешно.
Переехав в Нью-Йорк, Морзе основал Национальную академию рисования, читал лекции и писал для журналов. Но он постоянно размышлял, «как заставить электричество писать». Морзе понимал, что для успеха нужны два ключевых элемента: надежная батарея и реле для усиления сигнала.
В 1832 году, возвращаясь из Европы на корабле «Sully», подавленный неудачами в живописи Сэмюэль Морзе пережил озарение. Вечером на корабле пассажиры собрались в кают-компании. Один из них, недавно посещавший лекции по электромагнетизму в Париже, рассказывал об удивительных опытах с электричеством. В ходе беседы кто-то спросил Морзе: влияет ли длина провода на скорость электричества? Морзе ответил, что оно проходит мгновенно даже по самой длинной проволоке. Этот ответ пробудил в нём давнюю мысль: если ток можно сделать видимым в любой точке цепи, почему бы не использовать его для передачи сообщений?
Морзе вышел на палубу и всю ночь прохаживался в размышлениях. Он рассуждал так: электрический ток распространяется мгновенно, при прерывании цепи возникает искра, которую можно использовать как сигнал, а разные комбинации искр могут обозначать буквы, цифры и целые слова. К утру в его записной книжке уже был набросан код — прообраз знаменитой азбуки Морзе.
Прибыв в Нью-Йорк, Морзе пошутил, прощаясь с капитаном: «Если когда-нибудь услышите о телеграфе — помните, что его изобрели на борту вашего корабля!» Эта фраза оказалась пророческой: спустя годы «Sully» вошел в историю как место, где родилась технология, изменившая мир.
Интересный факт: в 1832 году известна судебная тяжба Морзе с пассажиром того же рейса, доктором Чарльзом Джексоном, который, будучи сведущим в электромагнетизме, оспаривал первенство изобретения. Однако Морзе выиграл процесс, предъявив суду свою записную книжку с чертежами, сделанными во время плавания. Эти записи, хранящиеся в Библиотеке Конгресса США, доказали, что идея телеграфа зародилась именно у него.
При создании телеграфа Морзе столкнулся с серьёзными техническими проблемами, которые не смог бы решить без помощи физика Джозефа Генри. Главной трудностью было затухание сигнала на больших расстояниях, что делало междугороднюю связь невозможной. Ключевое решение предложил Генри, изобретший в 1835 году электромагнитное реле, которое усиливало ослабевающий сигнал.
Второй проблемой были недостаточно мощные электромагниты в аппарате Морзе. Генри разработал новую конструкцию с многослойной обмоткой из изолированной проволоки, создав электромагниты невиданной мощности, которые и стали сердцем усовершенствованного телеграфа.
Третьим препятствием стало отсутствие у Морзе глубоких теоретических знаний. Генри охотно консультировал Морзе, давая понять, что считает конструкцию телеграфа Морзе следствием применения научных принципов других ученых.
Важно отметить, что еще в 1831 году, за несколько лет до работ Морзе, Джозеф Генри продемонстрировал первый работающий прототип электромагнитного телеграфа, передав сигнал на расстояние одной мили. Этот эксперимент доказал саму возможность электрической телеграфии и стал важным шагом на пути к созданию практической системы связи. Однако Генри, будучи в первую очередь ученым, а не изобретателем, не стал патентовать свои разработки, что впоследствии позволило Морзе получить все лавры изобретателя телеграфа.
И если Джозеф Генри предоставил Сэмюэлу Морзе ключевые научные принципы и технические решения для создания телеграфа, то практическая реализация этой технологии потребовала участия еще одного важного человека — Альфреда Вейла.
Вейл не только предоставил финансовую поддержку проекту, но и лично участвовал в конструировании аппарата. Он усовершенствовал механизм передачи сигналов, разработал более надежную систему регистрации кода и даже предложил использовать знаменитую «точку-тире».
Судьбоносным стало событие 2 сентября 1837 года, когда во время посещения университета Вейл случайно стал свидетелем демонстрации раннего прототипа электрического телеграфа Сэмюэла Морзе. Заинтересовавшись изобретением, Вейл предложил Морзе партнерство: он обязался за свой счет доработать аппарат на заводе отца и покрыть расходы на получение патентов в США и за рубежом в обмен на 25% доли в будущих доходах. Соглашение было заключено, и Вейл, обладая инженерным талантом, существенно усовершенствовал первоначальную конструкцию Морзе.
Первые попытки Морзе создать телеграфный аппарат были неудачными. Его ранние модели, собранные из подручных материалов (включая старую картинную раму), не могли передавать сигналы на значительные расстояния из-за слабых электромагнитов и отсутствия эффективного механизма регистрации сообщений.
Оригинальный аппарат Морзе использовал сложную систему рычагов и грузов, которая часто давала сбои. Вейл полностью переработал конструкцию, создав компактный и надежный передатчик с простым ключом, который оператор мог легко нажимать пальцем. Это изобретение стало прообразом знаменитого телеграфного ключа, используемого впоследствии десятилетиями.
Но настоящим прорывом стала разработка приемного устройства. Первые прототипы Морзе оставляли отметки на движущейся бумажной ленте с помощью маятникового механизма, что было ненадежно и сложно в настройке. Вейл предложил гениально простое решение — электромагнит, который при получении сигнала притягивал рычаг с карандашом, оставляя на ленте четкие отметки. Позже он усовершенствовал систему, заменив карандаш на стальное перо, что сделало запись еще более четкой.
В это же время перед ними встала проблема: как передавать сообщения быстро и понятно? Первоначальная система Морзе использовала сложный цифровой код, где каждой цифре соответствовало слово в специальном словаре. Это было крайне неудобно — операторам приходилось тратить много времени на кодирование и расшифровку.
Альфред Вейл взялся за решение и этой проблемы. Он предложил революционную идею — заменить цифровые коды непосредственным кодированием букв алфавита. Вейл провел статистический анализ частоты использования букв в английском языке и обнаружил, что буквы E, T, A, O встречаются чаще всего.
На основе этого исследования Вейл разработал систему, где самым распространенным буквам соответствовали самые короткие комбинации. Он ввел два типа сигналов: короткий (точка) и длинный (тире). Например, букве E — самой частой в английском — досталась просто точка, а букве T — одно тире.
Вейл экспериментировал на заводе отца, где тестировал различные комбинации. Он определил оптимальное соотношение длительности сигналов: точка принималась за единицу времени, тире — за три единицы, а пауза между элементами равнялась одной точке.
В 1843 году Морзе вновь отправился в Вашингтон, надеясь убедить конгресс выделить $30 000 на строительство пробной линии между Балтимором и Вашингтоном. Члены комитета воспринимали его как очередного «полусумасшедшего изобретателя», и лишь поддержка Джереми Сибли (в будущем — ключевого деятеля в развитии телеграфа) помогла протолкнуть билль через комитет.
В конгрессе предложение Морзе высмеивали, называя трату денег на «безумную фантазию» бессмысленной. Билль прошёл с минимальным перевесом голосов, но в сенате шансов почти не было. Изобретатель, прожив последние деньги, голодал в ожидании решения. В последний день сессии, когда уставшие сенаторы уже собирались разъезжаться, один из них посоветовал Морзе сдаться: «Сенат не поддержит ваш проект. Забудьте об этом».
Сломленный, Морзе вернулся в убогую гостиницу. Заплатив за ночь и завтрак, он остался с несколькими центами в кармане. В ту ночь он решил отказаться от мечты, смирившись с тем, что дело всей его жизни — телеграф, который, как он верил, изменит мир, — так и не будет реализован. Он сделал всё возможное, но теперь оставалось лишь покориться судьбе.
На следующее утро после отчаянной ночи к Морзе подошла Анни Элсворт, дочь чиновника из патентного бюро, и радостно сообщила:
— Ваш билль принят в сенате!
Оказалось, что в последние пять минут перед закрытием сессии, благодаря влиянию её отца, закон о выделении $30 000 на телеграфную линию между Вашингтоном и Балтимором всё же прошёл. Взволнованный Морзе попросил Анни отправить первую в истории телеграмму, когда линию построят. Через год она выполнила это обещание: её сообщение «С помощью Божией великое дело исполнено!», переданное азбукой Морзе из Балтимора в Вашингтон, теперь хранится в музее Коннектикута.
Публика долго еще оставалась под впечатлением, что конгресс даром бросает общественные деньги, расходуя их на такое безумное предприятие. Один из депутатов конгресса серьезно спрашивал, можно ли отправлять по проволоке почту; а какой‑то шутник повесил на проволоку перед телеграфной конторой в Вашингтоне пару сапог и уверял, что они присланы по телеграфу из Балтимора.
Избирательный конвент, собравшийся в то время в Балтиморе, лучше всего засвидетельствовал значение телеграфа. Результаты выборов будущего президента, а также других членов правительства были переданы в Вашингтон по телеграфу, и точность этих сведений вполне подтвердилась письменными сообщениями. Это было первое торжество Морзе, когда избирательный комитет в Вашингтоне телеграфировал Балтиморскому конвенту, что сообщенные им по телеграфу результаты выборов оказались при проверке совершенно точными.
Морзе предлагал свое изобретение американскому правительству за сто тысяч долларов, но предложение его было отклонено, причем директор почты высказал мнение, что телеграф никогда не будет окупать своих издержек. Конечно, тогдашнее правительство Соединенных Штатов не могло предвидеть, что через двадцать пять лет Western Union будет выручать с этого дела более шести миллионов годового дохода.
Во всяком случае Морзе был глубоко огорчен отказом правительства, и ему ничего больше не оставалось, как обратиться к частной предприимчивости. Большие капиталисты пока неохотно шли на это дело. И город Рочестер в штате Нью‑Йорк был первым, положившим начало частных телеграфов в Америке. Влиятельные граждане этого города организовали компанию, и во главе ее стал Генри Орейли, считающийся пионером американского телеграфного дела. Он уже от себя входил в соглашение с корпорациями разных городов в восточных штатах по устройству первых телеграфных линий.
Через несколько лет недоверие к телеграфу уже стало делом прошлого. Он быстро распространился в Америке и вслед за тем в Европе и был признан одним из самых удивительных открытий 19 века. Почести, ордена и награды сыпались со всех сторон на его изобретателя. Наконец представители десяти европейских правительств на специальном конгрессе постановили сообща выдать Морзе премию в четыреста тысяч франков как выражение благодарности за те благодеяния, которыми пользовался весь мир. Человек, которому часто приходилось голодать, теперь не знал, как избавиться от пышных обедов и торжеств, устраиваемых в его честь.
Однако путь технологии к всемирному признанию не был стремительным. Первые практические опыты Морзе датируются 1837 годом, а первое успешное телеграфное сообщение было отправлено лишь в 1844 году между Вашингтоном и Балтимором. Этот период стал временем бурного, но хаотичного развития телеграфной связи в США, что вылилось в череду судебных разбирательств и конфликтов.
Главное противостояние развернулось между двумя группами: с одной стороны — Морзе и его сторонники, с другой — предприниматели, включая Френсиса Смита, О'Рейли и Эзру Корнелла. Эти «телеграфные войны» велись через суды, газетные публикации и разоблачительные расследования, причем участники нередко меняли свои показания и прибегали к нечестным приемам.
Дело «О’Рейли против Морзе» стало знаковым судебным процессом в истории США, который определил приоритет в изобретении телеграфа и оказал большое влияние на патентное право. Конфликт возник на фоне бурного развития телеграфных технологий в 1840-х годах, когда Сэмюэль Морзе и его партнеры пытались монополизировать рынок, а предприниматель Генри О’Рейли бросил им вызов, строя конкурирующие линии без лицензии.
Морзе, хотя и не был первооткрывателем электромагнитного телеграфа, сумел запатентовать свою версию аппарата в 1840 и 1846 году. Его патентный синдикат, включавший юристов и инвесторов, требовал от телеграфных компаний платить $30 за каждую милю проводов и передавать 50% акций, что делало Морзе богачом без реальных вложений в инфраструктуру. Однако амбициозный О’Рейли проигнорировал эти условия. Получив выгодный контракт, он начал масштабное строительство линий на Среднем Западе, но его проекты проваливались. Несмотря на это, он продолжил разработку, используя альтернативные технологии и оспаривая исключительные права Морзе.
Судебное разбирательство достигло Верховного суда США в 1854 году. Морзе требовал признать его монополию не только на конкретный аппарат, но и на саму идею передачи сообщений электричеством — что, по сути, блокировало бы развитие любых других телеграфных систем. Однако судья Роджер Тейни вынес революционное решение: абстрактные идеи не могут быть запатентованы. Морзе сохранил права на свой конкретный телеграфный механизм, но не на фундаментальный принцип электромагнитной связи. Это решение помогло технологиям развиваться и стало прецедентом для будущих патентных споров. Так же оно открыло рынок для конкурентов: такие компании как Western Union получили возможность развивать собственные технологии и сети без выплат Морзе.
Нельзя не сказать и про другие вариации электромагнитных телеграфов. Например, телеграф Вильгельма Вебера и Иоганна Гаусса, созданный в 1833 году.
Гаусс и Вебер работали в Гёттингенском университете над изучением геомагнетизма. Для этого они построили линию длиной около трёх километров для проверки закона Ома. Однако вскоре учёные осознали, что линию можно применять и для телеграфии. Принцип работы их аппарата основывался на электромагнитной индукции: отправитель двигал катушку с проводом вдоль магнита, создавая в проводе электрический ток. В приёмнике находился длинный магнит, подвешенный внутри плотно намотанной катушки. Поскольку отклонения магнита были очень малыми, для их фиксации использовался телескоп, направленный на зеркальце, соединённое с вращающимся магнитом, а положение магнита отмечалось на шкале. Каждая буква кодировалась как последовательность движений влево или вправо по шкале. В 1835 году батареи телеграфа заменили на магнитоэлектрический аппарат, который генерировал импульсы при перемещении катушки относительно стержневого магнита.
Американский изобретатель Дэвид Юз в 1855 году представил миру свой буквопечатающий телеграфный аппарат. В отличие от аппарата Морзе, его устройство сразу выдавало на ленте буквы и цифры, что заметно ускоряло передачу сообщений. Принцип действия был основан на строгой синхронизации двух частей: передатчика с клавиатурой, похожей на пианино, и приемника с вращающимся колесом знаков. Когда оператор нажимал клавишу, импульс подводил под печатающий механизм нужную литеру, и та отпечатывалась на бумаге. Скорость достигала 40 слов в минуту.
Однако у системы были и слабые места. Самой большой проблемой оказалась рассинхронизация колес на передаче и приеме. Стоило вращению сбиться — и вместо связного текста на ленте появлялась бессмысленная каша. Восстанавливать синхронизацию приходилось вручную, а сообщение — отправлять заново. Кроме того, первые модели приводились в движение тяжелой гирей почти в 50 килограммов, которую телеграфист постоянно поднимал ногой. Лишь спустя несколько лет инженеры догадались заменить гирю на электромотор.
На линиях с большим телеграфным обменом, включая знаменитую линию Санкт-Петербург — Москва, аппараты Юза успешно использовались вплоть до 1920-х годов, пока их не вытеснили более совершенные системы Бодо.
Трансатлантический кабель
Подробная история прокладки трансатлантического кабеля рассказана в книге Артура Кларка «Голос через океан». Оба выпуска сделаны на основе этой книги. Здесь я постаралась кратко описать хронологию и главных участников.
Первые успешные эксперименты с подводной телеграфией начались в 1840-х годах. Профессор Чарльз Уитстон предложил проложить кабель через пролив Па‑де‑Кале, соединяющий Англию и Францию, но проект сочли фантастичным. Однако уже в 1850 году братья Бретт реализовали эту идею, используя кабель с гуттаперчевой изоляцией. Первая попытка провалилась: кабель, представлявший собой простую медную проволоку в гуттаперче, был слишком легким и не тонул без свинцовых грузил. Кроме того, его быстро повредили рыболовные сети. В 1851 году был проложен усовершенствованный кабель: четыре медные жилы в гуттаперчевой изоляции, скрученные с пеньковыми шнурами и защищенные стальной броней. Этот кабель успешно передавал телеграммы, став первой надежной международной подводной линией.
Еще одним ранним примером стал кабель, проложенный в 1839 году по дну реки Хугли в Индии доктором Уильямом О«Шонесси, директором Восточно‑Индийской телеграфной компании. Это был один из первых практических опытов подводной телеграфии, предшествовавший европейским проектам. Кабель использовался для связи между Калькуттой и другими пунктами, демонстрируя возможность передачи сигналов через водные преграды.»
Итак, подводные линии стали появляться по всему миру. В 1854 году соединили Англию и Ирландию, в 1855-м — Италию и Сардинию, а в 1857-м — Европу и Северную Африку (через Средиземное море). Эти проекты позволили отработать технологии изоляции, прокладки и ремонта кабелей. Однако все они были относительно короткими — максимум несколько сотен километров.
Основной проблемой трансатлантической телеграфной связи было затухание сигнала и разрушение изоляции на больших глубинах. Решение нашли в гуттаперче — натуральном полимере из сока малайских и индонезийских деревьев, который обладал водостойкостью и гибкостью даже в холодных глубинах. В 1840-х годах Вернер Сименс и Майкл Фарадей независимо доказали её идеальную пригодность для изоляции подводных кабелей.
Уже в 1845 году компания «Гутта‑Перча» первой применила этот материал, проложив изолированный кабель по дну Рейна. Однако добыча гуттаперчи оказалась крайне затратной: для 1 тонны изоляции требовалось уничтожить 50 деревьев, что в итоге привело к почти полному исчезновению этих растений в Юго‑Восточной Азии.
Хотя Британия с её колониями и технологиями почти 100 лет лидировала в прокладке подводных кабелей, первый трансатлантический кабель — заслуга американца Сайруса Уэста Филда.
Сегодня о нём мало кто помнит. Он не был ни первооткрывателем, ни полководцем, ни промышленным титаном. Но именно он изменил мир, соединив континенты телеграфным кабелем. На портретах Филд больше похож на художника, чем на бизнесмена. Современники называли его «мечтателем и рыцарем» — только такой человек мог 12 лет идти к цели, несмотря на провалы и катастрофы. Его упорство подарило человечеству мгновенную связь между континентами.
Родившись в 1819 году в бедной семье священника, Филд с 15 лет начал самостоятельную жизнь. С восемью долларами в кармане он отправился в Нью‑Йорк, где работал за доллар в неделю. После череды неудач он вместе с братом основал бумажную фабрику, а к 33 годам скопил состояние в 250 тысяч долларов. Оставив бизнес, он отправился путешествовать — сначала по Европе, затем по Южной Америке.
И в 1854 году случай изменил жизнь Сайруса Филда. Инженер Гисборн искал деньги для телеграфной линии через Ньюфаундленд, чтобы ускорить связь с Европой. Хотя Филд сначала отказался, эта идея его зацепила. Он посоветовался с Морзе и океанографом Мори — и загорелся мечтой о трансатлантическом кабеле. Сколотив консорциум инвесторов и получив монополию на связь, он начал свою двенадцатилетнюю эпопею, первой вехой которой стала локальная линия Нью‑Йорк — Ньюфаундленд.
Однако настоящая битва развернулась за океаном. В Англии Филд заручился поддержкой первопроходцев: Джона Бретта, уже прокладывавшего кабель через Ла‑Манш, и великого инженера Изамбарда Брюнеля, предсказавшего ключевую роль своего гигантского парохода «Грейт Истерн». Решающим аргументом для скептиков стал наглядный эксперимент Сэмюэля Морзе, доказавший возможность передачи сигналов на рекордные расстояния.
Министр иностранных дел лорд Кларендон особенно заинтересовался проектом, но спросил Филда: «Допустим, Вы не добьётесь успеха. Допустим, Вы делаете попытку и терпите неудачу — Ваш кабель пропадает на дне океана. Что Вы тогда будете делать? Ведь выделенные Вам средства и ожидаемая выгода от них будут потеряны! »
Мы вновь возьмёмся за работу, чтобы начать всё сначала — не колеблясь ответил Филд (ответ оказался во всех отношениях пророческим).“
Ключевыми союзниками стали молодой инженер Чарльз Брайт, выбравший идеальную точку для старта в бухте Валенсия, и физик Уильям Томсон. Несмотря на сопротивление Конгресса США, деньги были собраны, и в рекордные сроки изготовлен гигантский кабель длиной 4000 км.
Первая попытка 1857 год: под руководством Сайруса Филда и при участии инженеров Чарльза Брайта и Уильяма Томсона, экспедиция стартовала на военных кораблях «Агамемнон» (Великобритания) и «Ниагара» (США). Прокладка началась из ирландской бухты Валенсия, но всего через несколько дней, на глубине и в 620 километрах от берега, кабель не выдержал натяжения и оборвался, бесследно исчезнув в пучине. Несмотря на провал, эта попытка доказала принципиальную возможность глубоководной укладки и выявила слабости механизмов контроля натяжения.
Вторая попытка лето 1858 года: вторая экспедиция на тех же кораблях столкнулась с чудовищной стихией. «Агамемнон», перегруженный кабелем на палубе, попал в ужасающий шторм и пять раз кренился до 45 градусов, едва не затонув. После череды промежуточных обрывов и невероятных усилий команды, кабель всё же удалось проложить. 16 августа 1858 года мир ликовал: были отправлены поздравительные телеграммы между королевой Викторией и президентом Бьюкененом. Однако триумф длился менее месяца. Из-за фатальной ошибки — использования для усиления слабого сигнала высоковольтных катушек в 2000 вольт, которые сожгли изоляцию, — кабель вышел из строя 1 сентября 1858 года. Общественный восторг сменился обвинениями в афере.
Третья попытка 1865 год: после нескольких лет поиска финансирования была организована масштабная экспедиция на крупнейшем в мире пароходе «Грейт Истерн», способном перевезти весь новый, более совершенный кабель в своих трюмах. Однако плавание преследовали неудачи: выявился конструктивный брак брони кабеля. 2 августа 1865 года, когда было проложено уже около 2400 км, кабель оборвался на глубине около 3500 метров. Несколько героических попыток поднять его со дна с помощью грапнелей (пятилапых крюков) и стальных тросов закончились неудачей — тросы лопались под чудовищной нагрузкой. «Грейт Истерн» вернулся ни с чем, оставив на дне океана дорогостоящий кабель и последние надежды многих инвесторов.
Четвертая попытка июль 1866 года: учтя все прошлые ошибки, команда на том же, но модернизированном «Грейт Истерне» с новым кабелем и улучшенным оборудованием предприняла новую атаку. На этот раз плавание прошло на удивление гладко, без серьёзных штормов и технических сбоев. 27 июля 1866 года экспедиция достигла Ньюфаундленда. Отправленная в Нью‑Йорк телеграмма «Кабель проложен и работает отлично» оповестила об окончательной и бесповоротной победе. Была проложена первая полностью работоспособная и коммерчески успешная трансатлантическая линия связи.
Пятая попытка август‑сентябрь 1866 года: эта уникальная попытка не была прокладкой нового кабеля, а стала вершной мастерства и упорства команды. Не удовлетворившись одним успехом, экипаж «Грейт Истерна» сразу после триумфа 1866 года вернулся к месту гибели кабеля 1865 года. В сложной операции, используя усовершенствованные тросы и тактику зацепа в двух точках, им удалось отыскать, поднять с трёхкилометровой глубины и восстановить потерянный кабель. 8 сентября 1866 года он также был введён в строй.
Благодаря титаническому упорству Сайруса Филда и его соратников, в один год были проложены сразу две рабочие трансатлантические линии, навсегда соединившие континенты и положившие начало эпохе глобальной мгновенной связи, в то время как наземные альтернативные проекты, вроде телеграфа через Аляску и Сибирь, остались нереализованными.
Однако после решения проблемы расстояния встал не менее острый вопрос её стоимости и эффективности. Блестяще преодолев океан, технология уперлась в ограничения собственной инфраструктуры на суше. Дорогостоящие медные магистрали, будь то трансконтинентальные линии или подводные кабели, использовались крайне расточительно, передавая лишь одно сообщение за раз со скоростью уставшего телеграфиста. Монополии вроде Western Union богатели на высоких тарифах, но технологический тупик был очевиден: для дальнейшего развития мировой экономики нужна была не просто связь между континентами, а её радикальное удешевление и ускорение. Именно этот вызов — необходимость заставить уже проложенные «провода» работать в десятки раз эффективнее — и породил следующую революцию.
Телеграф Бодо
Решение этой проблемы придумал французский инженер Жан Морис Эмиль Бодо, скромный служащий телеграфной администрации, который, наблюдая за недостатками системы изнутри, совершил прорыв, заложивший основы цифровой эпохи. Его гениальная идея представляла собой синтез нескольких принципов. Во-первых, Бодо осуществил фундаментальный переход от аналогового кода Морзе к цифровому, создав равномерный пятибитный код, где каждый символ кодировался строгой комбинацией из пяти элементов фиксированной длины. Это позволило стандартизировать передачу, исключив ошибки из-за «почерка» оператора.
Во-вторых, он реализовал принцип временного уплотнения линии, мысленно разделив её на равные временные промежутки. С помощью синхронно вращающихся распределителей на передающей и приёмной сторонах, один физический провод поочерёдно, на строго заданное время, подключался к одному из операторов — например, к первому, второму, третьему, четвёртому и пятому, а затем цикл повторялся. Таким образом, пока один телеграфист обдумывал сообщение, линию уже занимал следующий, что исключало простой.
Принцип работы аппарата основывался на идее синхронизации передатчика и приёмника. Если в аппарате Морзе оператор работал вручную и асинхронно, то система Бодо требовала строгого согласования. Вращающиеся распределительные диски на передающей и приёмной сторонах должны были двигаться абсолютно синхронно, с одинаковой скоростью. Этот синхронный привод часто обеспечивался с помощью часовых механизмов или электродвигателей с точным управлением.
Работа делилась на циклы, каждый из которых был разбит на несколько временных интервалов — по одному на каждый канал. Коммутатор, поочерёдно подключая каждый канал к линии, создавал в ней «пакет» сигналов для первого канала, затем для второго и так далее. На приёмной стороне второй, синхронно вращающийся коммутатор, точно в тот же момент времени подключал к линии соответствующий приёмный аппарат.
Таким образом, несколько операторов могли работать независимо друг от друга, а их сообщения «упаковывались» в одну линию, подобно тому, как несколько автомобилей могут двигаться по одной полосе, если они едут друг за другом с одинаковой скоростью и строгими интервалами.
Конструктивно телеграфный аппарат Бодо состоял из нескольких ключевых элементов. Во-первых, это клавиатура передатчика, которая радикально отличалась от классического телеграфного ключа. Она напоминала миниатюрное пианино и имела пять клавиш, соответствующих пяти битам в коде Бодо. Оператор не стучал точки и тире, а одновременно зажимал комбинацию из нескольких клавиш, формируя один символ.
Во-вторых, это распределительный коммутатор — сердце системы. Это был вращающийся диск с контактами, который поочерёдно опрашивал каждый канал и передавал в линию текущую комбинацию сигналов. В-третьих, синхронизирующий механизм (часовой или электрический), обеспечивавший одновременное начало и одинаковую скорость вращения коммутаторов на обоих концах линии.
И наконец, приёмное устройство, которое также было связано с коммутатором. Оно расшифровывало поступающие сигналы. В основе его лежал электромагнит, управляющий печатающим колесом. В зависимости от полученной комбинации импульсов, колесо поворачивалось на нужный угол, отпечатывая на бумажной ленте соответствующий типографский знак — букву или цифру.
Процесс работы выглядел примерно так: Оператор на передающей стороне, глядя на вращающийся индикатор, в нужный момент времени, когда его канал подключался, одновременно нажимал на клавиши, замыкая электрические цепи. Коммутатор считывал эту комбинацию и отправлял в линию пять последовательных импульсов, описывающих символ. На приёме синхронный коммутатор в тот же самый временной интервал подключал эту последовательность импульсов к нужному приёмному аппарату. Там электромагниты, реагируя на полярность и наличие токов, приводили в движение печатающее колесо, которое и оставляло оттиск на ленте. Гениальность системы Бодо заключалась в переходе от ручного ввода к кодированному, что и позволило добиться невиданной для XIX века скорости и эффективности связи.
Успешное практическое внедрение системы состоялось в 1877 году на линии Париж‑Бордо. Потребовалась масштабная модернизация инфраструктуры, установка синхронизирующих устройств и переобучение персонала. Аппараты Бодо позволили передавать пять сообщений одновременно, а скорость каждого канала достигла 190 знаков в минуту. Этот триумф не только доказал эффективность изобретения, но и заложил фундамент для всех последующих систем цифровой связи, по сути, предопределив развитие телекоммуникаций на столетие вперёд.
Главным практическим результатом изобретения Эмиля Бодо стало многократное увеличение пропускной способности линий без их физического расширения. Первоначально его система поддерживала 2–3 канала, но успешное внедрение на линии Париж‑Бордо в 1877 году продемонстрировало работу уже пяти каналов одновременно по одному проводу, что позволяло передавать суммарно до 900 знаков в минуту. Этот успех был лишь началом.
Дальнейшее развитие аппаратов Бодо шло по пути увеличения каналов, скорости и автоматизации. В 1890-х годах часовые механизмы заменили электромоторами, что повысило стабильность и позволило довести число каналов до восьми. Появление перфорированной ленты для подготовки сообщений исключило зависимость от скорости оператора, подняв скорость до 300 знаков в минуту на канал.
Заслуги Бодо получили высочайшее международное признание: он был удостоен офицерского креста французского ордена Почётного легиона, итальянского ордена Святых Маврикия и Лазаря и австрийского ордена Франца Иосифа. Его имя было навсегда увековечено в науке в 1927 году, когда Международная электротехническая комиссия ввела единицу скорости телеграфирования — «бод» (один элементарный импульс в секунду). Таким образом, наследие Бодо вышло далеко за рамки телеграфа XIX века, заложив фундаментальные принципы синхронизации, уплотнения каналов и цифрового кодирования, которые определили развитие всей мировой телекоммуникационной отрасли.
Подробно можно послушать в нашем выпуске
Венец развития телеграфных аппаратов — телетайп!
Истоки телетайпов, которые стали стандартом деловой связи XX века, уходят в XIX век, но их истинный расцвет начался благодаря ключевому прорыву, совершённому новозеландским изобретателем Дональдом Мюрреем. Будучи журналистом, он на собственном опыте столкнулся с недостатками телеграфии и задался целью создать аппарат, столь же простой, как пишущая машинка. Его главным достижением стала адаптация пятибитного кода Эмиля Бодо и, что важнее, кардинальное изменение принципа передачи данных.
Мюррей осуществил переход от сложной синхронной системы Бодо к асинхронной, или стартстопной, передаче. В аппарате Бодо передатчик и приёмник должны были работать в абсолютном, идеально синхронном ритме, задаваемом часовым механизмом, что делало систему дорогой, а работу оператора — крайне напряжённой. Мюррей изменил эту парадигму. В его системе каждый символ «обрамлялся» двумя служебными сигналами: стартовым импульсом, который «будил» приёмный аппарат, и стоповым, дававшим ему время на подготовку к следующему символу. Это означало, что оператор мог печатать с естественной скоростью, делая паузы, а аппараты не нуждались в сложной синхронизации. Это упрощение открыло путь к массовому использованию.
Дальнейшее развитие телетайпа было связано с преодолением хаоса из различных кодировок, которые использовали разные производители. Стандартизация стала ключом к созданию глобальной сети. Код, адаптированный Мюрреем из таблицы Бодо, был доработан и в 1932 году официально утверждён Международным консультативным комитетом по телефонии и телеграфии (МККТТ) как международный телеграфный алфавит №2 (ITA2). Этот пятибитный код с регистровыми переключениями (латинский и цифровой) позволил аппаратам разных фирм по всему миру «понимать» друг друга, обеспечив технологическую совместимость.
Конструктивно телетайп состоял из передающей части с клавиатурой, похожей на пишущую машинку, и приёмного устройства с печатающим механизмом. При нажатии клавиши механизм преобразовывал её в электрический сигнал, соответствующий пятибитному коду ITA2, и передавал его в линию. На приёмном конце сигналы декодировались и управляли системой кулачков и рычагов, которые выдвигали нужную литеру для отпечатывания символа на бумажной ленте. Эта технология обеспечивала удобный, видимый и документированный текст, что было критически важно для деловой и дипломатической переписки.
На этой технологической базе выросла первая в мире глобальная коммутируемая сеть для документальной связи — Telex (Telegraph Exchange), запущенная в Германии в 1933 году. Её гениальность заключалась в простоте, похожей на телефонную: абонент с помощью диска набирал номер другого телетайпа, и после установления соединения мог печатать сообщение, которое немедленно появлялось на бумаге у получателя. Сеть обеспечивала автоматическое подтверждение доставки с помощью сигнала «WRU» (Who are you?), на который аппарат отвечал своим идентификационным кодом. Главным достоинством Telex был юридический статус: распечатанное сообщение с указанием отправителя, получателя и точного времени считалось официальным документом.
К 1970-м годам Telex достиг пика своего развития, объединив практически все страны мира. Сеть стала символом глобализации бизнеса. В этот период происходила техническая модернизация: электромеханические АТС заменялись на электронные, а позднее — на цифровые. Появились шлюзы для связи с другими сетями, например, с сетью TWX в США.
Расцвет факсимильной связи, а затем и повсеместное распространение электронной почты и интернета предопределили судьбу Telex. Факс был проще в использовании и позволял передавать не только текст, но и изображения. Электронная почта оказалась бесплатной, мгновенной и еще более удобной. К началу XXI века трафик в сети Telex сократился до минимума, и большинство стран мира одно за другим закрыли эту услугу.
Развитие факсимильной связи стало логичным и неизбежным этапом в эволюции документальной коммуникации, придя на смену телексу и телеграфу. Если телекс передавал лишь текстовую информацию, ограниченную своим кодовым алфавитом, то факс совершил качественный скачок, научившись передавать точное изображение любого документа — будь то рукописный текст, печать, чертеж или фотография.
Это было принципиально иным уровнем передачи информации. Технология, зародившаяся еще в XIX веке в опытах Александра Бейна, долгое время оставалась нишевой из-за сложности и дороговизны. Однако ключевой перелом произошел в 1960-80-е годы, когда японские компании, например, Canon, смогли уменьшить и удешевить аппараты, а главное — добиться международной стандартизации протоколов передачи данных. Это позволило факсам разных производителей беспрепятственно «общаться» друг с другом.
Факс упрощал процесс отправки документов: для этого больше не требовался специально обученный оператор, как в случае с телексом. Любой секретарь мог просто вставить документ в аппарат и набрать номер. Именно эта простота, скорость и способность передавать юридически значимые документы мгновенно сделали факс незаменимым атрибутом любого офиса.
Однако триумф факса тоже оказался недолгим. С увеличением числа персональных компьютеров, сканеров и электронной почты в конце 1990-х годов его преимущества тоже быстро померкли. Цифровые технологии предложили бесплатную, еще более быструю и удобную передачу документов любого формата, включая редактируемые файлы.
Телеграф перестал быть популярным по нескольким причинам. Во-первых, его возможности перестали соответствовать современным требованиям. Телеграфная связь была медленной и имела низкую пропускную способность, что уже не позволяло быстро передать большой объем информации, особенно в эпоху развития интернета и электронных коммуникаций. Во-вторых, оборудование, которое использовалось для телеграфа, стало морально устаревшим и часто выходило из строя. Это требовало больших затрат на ремонт и обслуживание, что делало телеграф менее выгодным по сравнению с новыми технологиями.
Еще одним фактором было появление более современных и удобных способов передачи данных: факсов, телефонных и электронных технологий, а позже и электронной почты с мессенджерами. Они обеспечивали мгновенную передачу сообщений и возможность отправлять не только текст, но и изображения, звук и видео. Это сделало телеграф технически архаичным и неудобным для пользователей.
Процесс закрытия телеграфных компаний растянулся на десятилетия, но наиболее символичной датой можно считать февраль 2006 года, когда американская компания Western Union, бывший флагман отрасли, отправила свою последнюю телеграмму, полностью сосредоточившись на финансовых услугах.
Подробно можно послушать в нашем выпуске
Послесловие
В этом разделе хочется сказать пару слов от себя и подвести небольшой итог. Я не профессиональный историк, а просто любитель. И не ставила перед собой цель охватить все подробности и события, связанные с развитием телеграфа. Да и изложить это все в одной статье очень сложно, все равно часть пришлось «подрезать». Но интересные подробности остались в наших выпусках на канале. Очень интересно было прочитать эти книги:
Н. В. Котельникова «В.А. Котельников. Судьба, охватившая век»;
Anton A. Huurdeman “The worldwide history of telecommunications”;
Richard R. John “Network nation: inventing American telecommunications”;
А еще удалось посетить несколько музеев и в живую увидеть телеграфы разных времен. Я посетила Музей истории телефона. Там есть небольшая экспозиция, посвященная телеграфу и трансатлантическому кабелю.
Центральный музей связи им. А.С. Попова. В нем я своими глазами увидела телеграфный аппарат, созданный Павлом Львовичем Шиллингом и некоторые вариации телеграфов Бориса Семеновича Якоби. Это непередаваемые ощущения, когда ты своими глазами видишь то, о чем читал и сделал несколько выпусков.
А еще мы (Марат, Артем и я) посетили Музей современной фортификации. Вот там было раздолье: живые телетайпы, на которых можно было поработать. Мы зависли там на три часа: сначала была увлекательная экскурсия, а потом экскурсовод отвечал на наши вопросы и разрешил звонить по всем телефонам и в неограниченном количестве писать друг другу телеграммы! Пару фотографий‑дразнилок я оставлю здесь. А остальное можно посмотреть на моем диске.
Сейчас в планах такой же большой цикл про историю телефонии. Несколько выпусков уже есть, но самое интересное еще впереди!
