Там, где не слышно голоса
Шрифт:
Двадцать третьего сентября 1835 года в Гейдельберге, на собрании врачей и естествоиспытателей, Шиллинг продемонстрировал свой стрелочный телеграф. Аппарат действовал безупречно. Шиллинг был счастлив. Наконец ему удалось привлечь внимание ученых и общественности. Не сводя глаз, наблюдал он за председательствующим профессором Мунком, который демонстрировал аппарат. Вероятно Шиллинг тогда не заметил странно одетого молодого человека, скорее всего студента, забредшего на заседание из любопытства и сидевшего в углу. Не узнал он и того, что сразу же после заседания, закончившегося поздно ночью, этот человек разыскал механика, сделавшего для Шиллинга модель телеграфа.
— Не могли бы вы сделать для меня вторую такую же модель, но так, чтобы господин советник Шиллинг не узнал об этом? — попросил он. Несколько серебряных талеров звякнуло в его руке.
Через несколько дней студент
Когда дилижанс выезжал за городские ворота, пассажиры должны были назвать таможенному служащему свои фамилии. Назвал ее и новоиспеченный обладатель телеграфного аппарата. Это был англичанин — мистер Уильям Фазерхилл Кук.
Никто не подозревал, что в почтовом дилижансе в Англию уезжает точная копия телеграфа Шиллинга.
Переплыв Ла-Манш, Кук погрузил драгоценный ящик в карету и отправился за советом к известному физику Уитстону. Уитстон был знаком с опытами Эрстеда. Ему не стоило большого труда понять устройство аппарата Шиллинга (а может быть, уже Кука?). Понял он и то, что именно этот аппарат нужен Англии, где как раз в это время строились новые железные дороги. Ведь самой сложной проблемой железнодорожного транспорта была передача сообщений об отправлении поездов с одной станции на другую. Для этого применялись самые разнообразные и, как правило, неэффективные средства — сирены, выстрелы, сигнализация с помощью проводов, приводившихся в движение паровой машиной. Уитстон, не задумываясь, вступил с Куком в компанию. Тогда же, в 1837 году, мир узнал о новом изобретении, запатентованном Уитстоном и Куком (а этого в свое время не предусмотрел Шиллинг). Речь идет об электромагнитном телеграфе системы Уитстон-Кук.
По описанию, сохранившемуся в патенте, телеграф Уитстона-Кука мало чем отличался от аппарата Шиллинга. Были изменены только некоторые незначительные детали. В частности, горизонтальные магнитные стрелки были заменены вертикальными. Мы не знаем, огорчила ли Шиллинга весть о похищении его идеи, пожалел ли он о том, что помимо технического таланта не обладал той коммерческой жилкой, которая была присуща Куку.
Дело в том, что через несколько месяцев после из известия о патенте на «новое» английское изобретение, Шиллинг умер. До последних дней своей жизни он продолжал руководить работами по созданию телеграфной линии между Петербургом и Кронштадтом.
Запатентовав свой телеграф, Уитстон и Кук приступили к первым серьезным опытам. Телеграмма должна была пройти по проводу длиной в несколько миль. Чтобы облегчить свой труд, Уитстон и Кук обмотали большую часть провода вокруг стен комнаты, в которой находился телеграфный аппарат. Со стороны эта комната походила на большой кокон шелкопряда. На расстоянии одной с четвертью мили от нее — в небольшом домике неподалеку от бирмингемской железной дороги (первого заказчика, если опыт удастся) — находился второй аппарат. Затаив дыхание, Кук включил гальванический элемент и нажал клавиши передачи сигналов. Уитстон, находившийся на другом конце провода, тут же записал прием. Кружки, прикрепленные к магнитным стрелкам, меняли свое положение… Опыт удался. Телеграф работал.
Телеграф Шиллинга был вскоре усовершенствован Уитстоном. Лаборатория была опутана электрическими проводами.
Не будем, однако, несправедливы к Уитстону. Это был подлинный ученый, изобретатель ряда ценных приборов (каждый электротехник знает, например, измерительный прибор — «мостик Уитстона»). Первый вариант телеграфа Уитстона был копией аппарата Шиллинга. Однако впоследствии он внес в него ряд усовершенствований.
Черно-белые кружки были заменены пятью магнитными стрелками, расположенными на щитовой доске. Манипулируя двумя из этих стрелок, можно было «указать» нужную букву алфавита на «циферблате» (в месте пересечения осей стрелок). Клавиатура также стала проще. Она состояла всего из двенадцати клавишей, из которых два первых служили
Сходство с телеграфом Якоби (и Шиллинга) — за исключением стрелок, заменивших кружки — было отнюдь не случайным.
Кук и Уитстон впервые использовали для передачи сигналов реле, то есть усилитель механических или электрических импульсов. Это был важный шаг на пути развития телеграфа. Проходя по проводам, электрический ток слабел и на дальнем расстоянии не способен был уже включить сигнальный звонок приемного аппарата. Этого тока было, однако, достаточно для того, чтобы «замкнуть» контур приемной установки, питавшийся от собственного гальванического элемента. Сильный ток от второго элемента легко включал звонок, работающий по принципу молоточка Вагнера. Кстати, электрические звонки мало изменились с тех пор. Тот, что звонит над вашей дверью, наверняка, сконструирован по принципу молоточка Вагнера. Реле, применявшееся сначала только для оповещения о начале передачи, впоследствии помогло решить ряд важных проблем телеграфирования на дальние расстояния. Ведь без него (даже при наличии самых сильных гальванических батарей) — невозможно было бы существенно удлинить линию связи.
Но и Уитстон, и Кук осознали значение своего открытия не сразу. Поэтому запатентовали они его значительно позднее.
Гальванический элемент — проводник — реле — следующий контур-звонок — таков был первоначальный путь телеграфных сигналов. Впоследствии возникли самостоятельные телеграфные подстанции, позволяющие подключать при помощи реле в цепь неограниченное количество контуров. Это позволило питать всю линию слабым током только нескольких гальванических батарей.
Однако применение реле и новой системы стрелочных указателей не решило всех проблем. Телеграф отпугивал заказчиков бесчисленным количеством проводов, которые связывали передатчик с приемной станцией. Строительство телеграфных линий обходилось дорого. Ведь только на изоляцию, предохраняющую провода от сырости, уходили огромные средства.
Может быть, Уитстон и начал бы самостоятельно искать решение вопроса, если бы не Кук. Кук не был сторонником долгих экспериментов. А что, если познакомиться с работами других физиков, занимающихся телеграфией. Его предложение было принято. Выяснилось, что два профессора из Гёттингена — Гаусс и Вебер (последний был на двадцать семь лет моложе своего знаменитого коллеги) — уже несколько лет тому назад для собственного пользования построили в порядке научного эксперимента телеграфную линию, соединявшую рабочий кабинет Гаусса с находившейся неподалеку обсерваторией, где «король математики» сделал ряд важных астрономических открытий. Кук без зазрения совести использовал изобретение Гаусса и Вебера. При этом он даже не подозревал, что вновь перенимает идеи Шиллинга. Ведь уже несколько лет тому назад с Вебером произошел казус. Ученый заявил, что является изобретателем телеграфа, и только, когда было со всей очевидностью установлено, что его аппарат, даже в мелочах, повторяет телеграф Шиллинга, отказался от своего первоначального заявления. Оказывается, он только «улучшил и усовершенствовал» изобретение Шиллинга. Однако единственным усовершенствованием было применение в качестве источника электрической энергии не гальванической батареи, а столба Вольты.
И. Ц. Ф. Гаусс и В. Е. Вебер.
В то же время одно важное открытие принадлежит Веберу. Его заинтересовало, с какой скоростью летит по телеграфу сообщение к Гауссу. Оказалось, что эта скорость равна 300 000 километров в секунду.
Когда телеграфом двух профессоров заинтересовались Кук и Уитстон, аппарат Шиллинга был уже существенным образом усовершенствован и переделан Гауссом. Принцип действия был тот же — отклонения магнитной стрелки под воздействием электричества; прибор оставался стрелочным (визуальным), только магнитная стрелка выросла. Это была большая стальная стрела длиной в 1,21 метра, укрепленная на шелковой подвеске. На ее оси помещалось маленькое зеркальце, поворачивавшееся вместе со стрелкой. При включении тока зеркальце отклонялось то больше, то меньше, в зависимости от длительности воздействия тока. Наблюдение за зеркальцем велось через особую зрительную трубу, снабженную шкалой, с которой можно было непосредственно считывать передаваемые буквы и сигналы.