От Шиллинга до Юза

Изучая влияние электричества на живые организмы, итальянский физиолог Луиджи Гальвани (1737–1798) предпринял попытку выяснить воздействие на них так называемого атмосферного электричества. С этой целью он взял лапки лягушки, вживил в них медные крючкообразное электроды и подвесил к железной решетке. Несмотря на то, что стояла ясная погода, и не было никаких признаков приближающейся грозы, мышцы лягушки неожиданно сократились. Повторив этот опыт в помещении, Л. Гальвани получил тот же самый результат[235].

К тому времени, ему, по всей видимости, уже было известно открытие, которое незадолго перед тем сделали англичане Джон Уолш и Генри Кавендиш. Они доказали, что некоторые виды рыб (скаты, сомы, угри) способны, защищаясь, производить сильный электрический разряд[236]. В связи с этим Г. Гальвани сделал вывод, что его опыт свидетельствует о существовании «животного электричества» у лягушек, которые при соприкосновении с металлом разряжаются как конденсатор.

Свои мысли на этот счет Л. Гальвани изложил в 1791 г. в «Трактате о силах электричества при мышечном движении»[237]. «Трактат» сразу же привлек к себе внимание. Ознакомившись с ним, другой итальянский физиолог Алессандро Вольта (1745–1827) пришел к выводу, что лягушка является не «конденсатором», а индикатором, улавливающим электрические заряды, которые возникают при взаимодействии двух разных металлов. Желая проверить это, А. Вольта создал в 1800 г. прибор, получивший название «вольтова столба»[238].

Он представлял собою столбик, составленный «из чередующихся между собой медных и цинковых кружков, которые разделялись суконными прокладками, смоченными подкисленной водой или кислотой». По существу это была первая гальваническая батарея – источник непрерывного постоянного электрического тока, прибор, в котором химическая энергия превращается в электрическую[239].

Так был создан новый, более мощный генератор электричества.

Используя «вольтов столб», английские ученые Энтони Карлайль (1768–1840) и Уильям Николсон (1753–1815) в том же 1800 г. открыли явление, получившее название электролиз. Опустив в воду два конца провода и замкнув электрическую цепь, они обнаружили, что между концами проводов возникло взаимодействие, под влиянием которого начали выделяться пузырьки воздуха – кислород.

Узнав об этом открытии, немецкий физиолог Самуэл Томас Зёммеринг (Samuel Thomas von Soemmering) (1755–1830) создал в 1809 г. первый электрический телеграф[240]. Передающий аппарат представлял собою клавиатуру из 26 клавиш, а принимающий – наполненный водой стеклянный сосуд, в который было погружено 26 металлических пластинок. Нажимая определенную клавишу передающего устройства, «телеграфист» замыкал электрическую цепь, к которой была подсоединена соответствующая пластинка принимающего устройства. В результате она начинала выделять из воды пузырьки воздуха. А поскольку на каждой пластинке была выгравирована соответствующая буква латинского алфавита, таким образом можно было передавать информацию[241].

Так был создан первый электрический телеграф.

Более практичным оказался электрический телеграф, созданный русским инженером немецкого происхождения Павлом Львовичем Шиллингом (1786–1837). Закончив кадетский корпус, он в 1803 г. оказался в Мюнхене на должности переводчика в русском посольстве. Здесь познакомился с С. Т. Зёммерингом, который являлся домашним врачом в семье русского посланника. В результате П. Л. Шиллинг не только подружился с немецким изобретателем, но и увлекся идеей создания электрического телеграфирования. Вернувшись в Россию, он тоже начал заниматься опытами с электричеством, в результате которых создал новую модель телеграфного аппарата[242].

Если изобретение С. Т. Зёммеринга было связано с открытием электролиза, то изобретение П. Л. Шиллинга с открытием электро-магнитного поля. Существует мнение, будто бы это открытие в 1820 г. сделал во время опытов профессора Копенгагенского университета Ханса Кристиана Эрстеда (1777–1851) один из его студентов, заметивший, что при замыкании электрической цепи находящаяся рядом стрелка компаса приходит в движение[243].

Однако на самом деле возникновение электрического поля вокруг проводника, по которому идет электрический ток, обнаружил в 1802 г. итальянский физик Джованни Доминико Романьози. Уже в 1804 г. этот факт получил отражение в печати.[244].

В 1820 г. немецкий физик И. Х. Швейгер обратил внимание, что, если магнитную стрелку поместить внутри рамки, представляющей собой провод, по которому идет электрический ток, действие тока на стрелку будет усиливаться в зависимости от увеличения витков провода. Это устройство получило название мультипликатора[245].

Исходя из этого в 1825 г. американский изобретатель В. Стерджен создал электромагнит [246].

Считается, что, используя это изобретение, П. Л. Шиллинг в 1832 г. сконструировал на его основе и продемонстрировал у себя на квартире первый электромагнитный телеграфный аппарат[247].

Однако на самом деле П. Л. Шиллинг создал свой аппарат еще в 1828 г. Он представлял собой Г-образную штангу, на которой была подвешена металлическая стрелка. Стрелка находилась между проводниками, которые были соединены с клавиатурой. Нажимая клавиши, можно было замыкать или размыкать одну из этих цепей. В зависимости от того, по какому проводнику шел ток, стрелка поворачивалась направо или налево. Набор этих движений соответствовал определенным буквам и цифрам[248].

Позднее П. Л. Шиллинг вносил в этот аппарат изменения, но принцип его работы остался прежним [249].

И хотя его телеграфный аппарат в отличие от аппарата С. Т. Зём-меринга получил практическое применение, он имел свои недостатки.

Главный из них заключался в том, что передаваемые движущейся стрелкой сигналы можно было воспринимать только с помощью зрения. Поэтому от телеграфиста требовалось очень внимательно следить за колебаниями стрелки и моментально расшифровывать передаваемый текст. В таких условиях передаваемое сообщение должно было быть предельно кратким. Но и это не застраховывало от ошибок.

Поэтому возникли две проблемы: или, идя по пути, намеченному еще Б. Видженером, сделать так, чтобы аппарат сразу показывал определенные буквы, или же чтобы он записывал передаваемые сигналы, которые потом можно было бы расшифровывать.

Первое решение в 1837 г. предложили Уильям Кук и Чарльз Уитсон[250]. Они создали аппарат, принимающее устройство которого представляло собой диск. В центре диска находилась стрелка, а вокруг нее, как на часах, – буквы и цифры. Нажимая на определенную клавишу передающего устройства, телеграфист посылал сигнал, который включал электромагнит и приводил стрелку в движение, она поворачивалась на определенное количество градусов и указывала соответствующую букву или цифру[251].

В том же 1837 г. появился аппарат американского художника Самуэля Морзе[252]. Первая его модель оказалась неудачной[253]. Но в следующем году с помощью Джозефа Генри удалось устранить ее недостатки[254].

Телеграф С. Морзе передавал информацию с помощью замыкания и размыкания электрической цепи, в результате чего на приемной станции электромагнит то притягивал к себе, то отпускал контакт, который при этом касался бумажной ленты и оставлял на ней в зависимости от длительности замыкания цепи точку или тире. С помощью сочетания этих двух знаков обозначались определенные буквы и цифры[255].

Простота и дешевизна этого аппарата привела к тому, что он получили широкое распространение не только в США, но и в других странах.

Однако азбука С. Морзе требовала не только опытного телеграфиста для передачи информации, но и времени для последующей расшифровки полученного текста. Выход из этого положения был найден, когда в 1855 г. изобретатель Дэвид Эдуард Юз сконструировал буквопечатающий телеграф[256].

В основе его изобретения лежал аппарат У. Кука и Ч. Уитсона с той лишь разницей, что у них на диске под действием электромагнита поворачивалась стрелка, а Д. Э. Юз заставил поворачиваться сам диск, на ребре которого были выгравированы буквы и цифры. Сделав поворот на определенное количество градусов, диск останавливался и, как в аппарате С. Морзе, под действием другого элзектромагнита прикасалось к бумажной ленте, оставляя на ней отпечаток соответствующей буквы или же цифры[257].

По мнению некоторых авторов, «изобретением аппарата Юза завершился начальный период развития телеграфии, период становления ее как самостоятельной отрасли техники»[258].