3. 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.

К этому 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. В связи с этим Г. Гальвани сделал вывод, что его опыт свидетельствует о существовании «животного электричества» у лягушек, которые при соприкосновении с металлом разряжается как конденсатор.

Свои мысли на этот счет Л. Гальвани изложил в 1791 г. в «Трактате о силах электричества при мышечном движении». «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».

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.

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, а затем 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 (1755-1830) создал в 1809 г. первый электрический телеграф. 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.

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 врачем 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 аппарат.

Если изобретение С.Т. Зёммеринга было связано с открытием электролиза, то изобретение П.Л. Шиллинга с открытием электромагнитного 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.

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

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

Исходя из этого, в 1825 г. американский изобретатель В. Стерджен создал электромагнит.

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

Однако на самом деле П. Л. Шиллинг создал свой аппарат еще в 1828 г. Он представлял собою гэобразную 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.

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

И хотя его телеграфный аппарат в отличие от аппарат С.Т. Зёммеринга 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 не только очень внимательно следить за колебаниями стрелки, но 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 же показывал определенные буквы, или сделать так, чтобы аппарат записывал передаваемые сигналы, которые потом можно было расшифровывать.

Первое решение в 1837 г. предложили Уильям Кук и Чарльз Уитстон. Они создали аппарат, принимающее устройство которого представляло собою 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 приводил стрелку в движение, она поворачивалась на определенное количество градусов и указывала соответствующую букву или цифру.

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

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.

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. американский изобретатель Дэвид Эдуард Юз (1831-1900) сконструировал буквопечатающий телеграф.

Основу его передающего устройства составляла клавиатура, с помощью которой в сеть подавались определенные электрические сигналы, а основу приемного устройства – пишущее колесо, которое под влиянием этих сигналов поворачивалось на определенное количество градусов, как стрелка в аппарате У. Кука и Ч. Уитсона. На ребре пишущего колеса были выгравированы буквы и цифры. Сделав поворот на определенное количество градусов, оно останавливалось и прикасалось к бумажной ленте, оставляя на ней отпечаток соответствующей буквы или же цифры.

Аппарат Д. Юза получил широкое распространение и применялся вплоть до 1920-х годов. По мнению некоторых авторов, «изобретением аппарата Юза завершился начальный период развития телеграфии, период становления ее как самостоятельной отрасли техники».