Изобретено в России. История русской изобретательской мысли от Петра I до Николая II - Тим Скоренко

В принципе, если читать биографию Шиллинга, становится видно, что большую часть времени он посвящал этнографии и востоковедению. В 1820–1830-х годах он путешествовал с правительственными экспедициями по Бурятии, Восточной Сибири, Монголии и совершил просто-таки этнографический подвиг: собрал крупнейшую в мире коллекцию литературных памятников тибетско-монгольской культуры. В основном он искал оригинальные рукописи, но для пополнения коллекции текстами, существовавшими в единственном экземпляре или передававшимися изустно, он нанял в Кяхте целую артель переписчиков.

Помимо того, в 1813 году, будучи офицером действующей армии, Шиллинг доложил царю о необходимости устройства в России литографической мастерской. Литография, новая на тот момент технология, позволяла копировать оригинальные рисунки и карты. Александр I оценил доклад и поручил Шиллингу организацию литографии по образцу немецкой, в Маннгейме. В заключительную фазу войны Россия вступила уже с современными картами, отпечатанными литографическим методом.

Еще Шиллинг, будучи сотрудником цифирной экспедиции Министерства иностранных дел, плотно занимался практической криптографией. Для армии и дипломатических миссий он разработал несколько биграммных шифров — так называется метод, при котором шифруются пары из двух букв (в ранних версиях — идущие подряд, в поздних — произвольные, заданные алгоритмом). В ряде источников указывается, что именно Шиллинг и изобрел такие шифры, но это, конечно, неправда, биграммы описывал еще основоположник криптографии как научного направления немецкий монах и лексикограф Иоганн Тритемий в начале XVI века. Другое дело, что Шиллинг разработал метод быстрого шифрования, специальную наборную решетку, механическим образом меняющую пары знаков, а заодно показал, что зашифрованный биграммой текст можно без потери смысла дополнить случайным набором букв в хаотическом порядке. Это не помешает расшифровке при наличии ключа, но серьезно усложнит взлом.

В общем, личностью он был исключительно разносторонней. А теперь я обращусь к самому известному изобретению Павла Шиллинга — электрическому телеграфу.

Знаки по проводам

Вернемся к доктору Самуэлю Томасу Зёммерингу. Его опыты с электричеством были хорошо известны в Германии, и 1809 году баварский король Максимилиан I то ли предложил, то ли приказал ученому создать телеграф, который сможет, в отличие от используемого в те времена сигнально-оптического, работать в любую погоду. Наиболее известной в Европе в то время была система братьев Шапп, представлявшая собой сеть башен, на крышах которых устанавливались сигнальные семафоры. Каждый состоял из опоры и трех подвижных друг относительно друга деталей, образовывающих в общей сложности 196 различных визуальных комбинаций, хорошо заметных на расстоянии от 12 до 25 километров в зависимости от рельефа.

Зёммеринг был хорошо знаком с уже проводившимися опытами в области электрической телеграфии, и, в частности, он общался с каталонским физиком Франсиско Сальва-и-Кампильо. За 15 лет до того Кампильо демонстрировал в Барселоне систему из 35 проводов, проложенных в изоляционном кожухе и соответствующих знакам алфавита. Концы проводов были погружены в прозрачные склянки с раствором кислоты. При замыкании провода в соответствующей емкости начинался процесс разложения и выделялись пузырьки кислорода. Принимающий сообщение смотрел, где именно «пузырит», и записывал букву. Зёммеринг усовершенствовал систему и сократил количество проводов до 24, но прокладка и изоляция даже такого количества проводов на большие расстояния оказалась дорогостоящим и ненадежным делом — изобретателю удалось достигнуть максимального удаления лишь в 3 километра.

1 — источник тока (вольтов столб); 2 — клавиатура; 3 — магнитные стрелки; 4 — провод обратной связи; 5 — вызывное устройство

Среди друзей Шиллинга был еще один великий ученый — Андре-Мари Ампер. В 1824 году он писал о теоретической возможности создать телеграф с использованием гальванометров. То, что электрический ток имел свойство воздействовать на магнитную стрелку, до того момента использовалось лишь для изучения его свойств, но не в практических целях. Шиллинг же, соединив идеи Зёммеринга и Ампера, построил телеграф. Как оказалось, полностью рабочий.

Впервые он представил свою конструкцию 9 (21) октября 1832 года в собственной квартире в доме Офросимовой на Царицыном лугу (ныне — Марсово поле, дом 7). Его прибор работал следующим образом. Станция передачи была оснащена клавиатурой, подобной пианинной; различные сочетания клавиш замыкали разные цепи. Восемь проводов вели от клавиатуры к приемной станции. Один замыкал цепь звонка, знаменующего начало передачи. Еще один служил для обратного тока. Остальные шесть применялись для передачи сообщения.

Телеграфный аппарат (вид сбоку)

Приемная станция состояла из шести мультипликаторов, которые, по сути, были несколько усложненными гальванометрами: при замыкании одного из проводов соответствующий гальванометр реагировал на электрическое поле и вращался на нити. А над каждым из гальванометров был прикреплен круглый флажок с лицевой черной и оборотной белой сторонами. Соответственно, Шиллинг мог удаленно, пуская ток в том или другом направлении, развернуть любой из флажков, получив одно из сочетаний шестизначного кода (при отсутствии тока кружки стояли ребром). Например: белый-черный-черный-белый-белый-белый. Почему их было шесть? Дело в том, что Шиллинг разработал шестизначный код для отображения всех букв алфавита, а заодно и цифр — по сути, прообраз азбуки Морзе, только последний привел всю систему к более компактному двузначному коду.

Демонстрация первого телеграфа была примечательна тем, что на ней присутствовал император Николай I и текст, переданный из одной комнаты в другую, он составил лично. В общем, Шиллинг практически сразу получил царское благословение.

А в 1833 году финский физик Иоганн Яков Нервандер, работавший в Петербурге, предложил градуированный гальванометр, то есть прибор, позволяющий фиксировать точное отклонение стрелки, а не просто факт такового. Шиллинг тут же взял это на вооружение и к 1835 году разработал вторую (на самом деле не известно какую по счету: он совершенствовал систему много раз) версию телеграфного аппарата, в котором станции соединялись уже всего двумя проводами. Звонок начала трансляции здесь звенел от первого замыкания передаточного провода, дальше начиналась сама передача. В зависимости от комбинации клавиш подавался определенный ток, а стрелка единственного гальванометра приемного аппарата отклонялась на заданную величину. Она имела 36 возможных положений, соответствующих 36 буквам русского алфавита. Впрочем, ничто не мешало изменить шкалу под любые другие знаки.