Артур Кларк - Голоc через океан

Сэмюэл Морзе

Услышанное, видимо, произвело на него такое впечатление, что по прибытии домой он немедленно занялся опытами в области телеграфной связи. Работа поглотила всё его время. Лишь необходимость зарабатывать на жизнь вынуждала его иногда прибегать к прежним занятиям. Попытки получить сколько-нибудь ощутимую финансовую поддержку государственных учреждений или частных предпринимателей, как правило, оканчивались ничем. Кроме того, Морзе не имел необходимых знаний для того, чтобы претворить в жизнь свои идеи, и так жe был вынужден искать квалифицированную помощь. В этом вопросе ему исключительно повезло. К своим разработкам он привлёк выдающегося учёного Джозефа Генри (1797-1878) – первооткрывателя в области электромагнетизма, именем которого названа единица индуктивности. Впоследствии, как будто для полноты сходства, и в этом содружестве возник неприличный скандал из-за приоритета.

Джозеф Генри

Но как бы то ни было, к концу 1830-х годов была создана новая, действительно замечательная система телеграфа, отличающаяся поразительной простотой. Она воспринималась как нечто всегда существовавшее. При взгляде на неё терялось ощущение, что её вообще кто-нибудь создавал. Прежние системы телеграфа имели множество проводов, сложные и неудобные в обращении аппараты; эта – состояла из одного провода (второй заменяла земля), имела простой и удобный передатчик в виде ключа для замыкания и размыкания электрической цепи и автоматический приёмник для записи сигналов. Сигналы передавались специальным кодом, в котором буквы обозначались комбинациями точек и тире; импульсы тока определённой длительности заставляли колебаться электромагнитное перо приёмного устройства, воспроизводящее точки и тире на ленте. Мало того, сигналы кода стали принимать и просто на слух, как относительно короткое или длинное звучание. Вскоре телеграфисты настолько усовершенствовали своё мастерство, что могли принимать и передавать сигналы с невероятной скоростью, при которой ухо непосвящённого человека слышало лишь непрерывное звучание. Теперь, когда огромную армию телеграфистов в значительной мере вытеснили специальные аппараты, такое высокое мастерство приёмо-передачи на слух встречается довольно редко. В нём, видимо, уже отпала прежняя необходимость, а код Морзе (точнее, его эквиваленты) стал главным образом языком машин.

Разновидности "двоичных" телеграфных кодов

Телеграфный ключ – символ эпохи

После многолетних бесплодных попыток продать своё изобретение и безуспешной поездки с этой целью в Европу Морзе удалось, наконец, в 1842 году получить от американского Конгресса 30 тысяч долларов на постройку телеграфной линии между Вашингтоном и Балтимором. Долгие споры велись в Конгрессе по этому вопросу. Конгрессмены никак не могли уяснить, что такое телеграф, магнетизм и т. п. Но всё-таки Морзе получил обещанные 30 тысяч, а спустя два года Америка получила телеграф, без которого огромный континент не смог бы стать тем, чем он стал теперь.

Прототип телеграфной линии, собранной Морзе на мольберте.

Схемы приемопередачи по Морзе, а также позднейших изобретений Морзе: реле и усилителя-повторителя

Право рассказать о том, как телеграф распространился от Атлантического океана до Тихого, насколько отчаянной была конкурентная борьба между телеграфными компаниями и т. п., - предоставим американской истории и литературе. Здесь лишь отметим, что немаловажной заслугой Морзе является внедрение электромагнитного реле[3]. Оно открыло возможность передавать сигналы на неограниченно большие расстояния. Это было простое устройство, где слабый ток, приходящий к концу телеграфной линии, использовался лишь для замыкания контактов, которые становились как бы вторым ключом Морзе; замыкаясь, они давали новую посылку тока последующему участку цепи, от другой батареи, и т. д. Так был создан прообраз усилителя (репитера), с которым мы встретимся позже, в соответствующих главах книги.

Как справедливо отмечает Артур Кларк, электрический телеграф – детище ряда стран и народов и своим изобретением обязан деятельности не одного исследователя, а целой плеяды учёных. Во второй половине XVIII века делалось несколько попыток соорудить электростатический телеграф. В 1753 г. шотландский учёный Чарльз Морисон предложил посылать электрические заряды по многочисленным изолированным проволокам, связывающим два пункта. Число проволок должно было равняться числу букв в алфавите. "Шарики на концах проволок, — писал Ч. Морисон, — будут наэлектризовываться и притягивать лёгкие тела с изображением букв"[4]. Сам Морисон не сумел осуществить эту идею, и лишь через двадцать один год, в 1774 г., швейцарский физик Г. Лесаж произвёл несколько удачных опытов телеграфирования, используя свойства электрических зарядов. Ещё до Самуила Земмеринга испанский инженер Франциско Сальва в 1801-1804 гг. сделал попытку использовать открытие гальванического электричества и его электрохимического действия для целей телеграфии. Однако ни электростатический, ни электрохимический ("пузырьковый") телеграф практического применения не получил. Проблему связи по проводам на большие расстояния решило появление электромагнитного телеграфа.

В 1820 г., после опытов Ганса Эрстеда, французский физик Доминик Араго обнаруживает новое явление – намагничивание проводника протекающим по нему током. В результате был создан соленоид. Тогда же (в октябре 1820 г.) выдающимся французским электротехником Андре Ампером – одним из основателей теории электромагнетизма – была высказана мысль о возможности создания электромагнитного телеграфа, основанного на взаимодействии проводника с током и магнитной стрелки. Однако Ампер, подобно изобретателям электростатического и электрохимического телеграфа, предлагал использовать "столько проводников и магнитных стрелок, сколько имеется букв в алфавите, помещая каждую букву на отдельной стрелке". Подобная конструкция телеграфа была бы весьма громоздкой и дорогой. Вероятно, поэтому сам Ампер не осуществил практически своей идеи. Потребовалось ещё некоторое время для создания действующего телеграфа.

Заслуга создания первого практически пригодного электромагнитного телеграфа целиком принадлежит русскому электротехнику Павлу Львовичу Шиллингу. Воздавая ему должное, А. Кларк, однако, не совсем точен в датах. Изобретение Шиллинга относится не к 1825 г., а к 1828-1829 гг. Первый публичный показ электромагнитного телеграфа состоялся в Санкт-Петербурге 9(21) октября 1832 г.

Последующее десятилетие ознаменовалось усовершенствованием электромагнитного телеграфа, сооружением первых действующих телеграфных линий. В частности, Вильям Кук и Чарльз Уитстон (1802-1875 гг.) получили в 1837 г. в Англии патент именно на усовершенствование, а не на изобретение телеграфного аппарата.

В то же время создал свою простую и надёжную конструкцию телеграфного аппарата с записывающим приёмным устройством Сэмюэль Морзе.

К концу сороковых годов прошлого столетия наиболее удобная система телеграфа – телеграф Морзе получил широкое распространение как в Америке, так и в Европе.

В 1839 г. "самоотмечающий" телеграфный аппарат сконструировал также другой выдающийся русский учёный – продолжатель дела Шиллинга академик Б. С. Якоби.

Изобретателю телеграфа П. Л. Шиллингу не довелось построить первую в мире линию электромагнитного телеграфа, хотя он и приступил к проектированию такой (подводной кабельной) линии от Петергофа до Кронштадта. Шиллинг умер в 1837 г.

В 1843 г. по проекту Б. С. Якоби была сооружена подземная линия телеграфной связи, Петербург – Царское Село, имевшая наибольшую по тому времени протяжённость. Длина её составляла 25 км.

В 1844 г. вступила в эксплуатацию 63-километровая воздушная телеграфная линия между Вашингтоном и Балтимором, принесшая 27 мая этого же года всемирную известность её создателю Сэмюэлю Морзе.

К 1850 году щупальцы электрического телеграфа протянулись по всей Англии. Телеграф разветвился также на большей части Европы и в наиболее заселённых районах Северной Америки, но не смог пройти через океан. Необходимость прокладки кабелей сквозь водные пространства, разделяющие материки и отдельные страны, была бесспорна.

Первый подводный кабель решили проложить в узкой части пролива Па-де-Кале, чтобы установить телеграфную связь между Англией и Францией. В 1840 году профессор Уитстон представил на рассмотрение Палаты Общин план прокладки телеграфного кабеля по дну пролива от Дувра к французскому берегу. Это был первый серьёзный план, заслуживающий внимания (в парламенте к нему отнеслись, как к несбыточной фантазии). Уитстон предварительно провёл опыты передачи сигналов по подводному кабелю, проложенному между судном и маяком в заливе Суонси (Южный Уэльс). Однако эти опыты не являются, между прочим, первыми в истории. Приоритет здесь принадлежит директору Восточно-Индийской телеграфной компании доктору О'Шонесси, который годом раньше проложил первый подводный телеграфный кабель по дну реки Хугли, которая впадает в Бенгальский залив на северо-востоке Индии, недалеко от Калькутты.