Шесть стрелок Шиллинга

О том, как востоковед, путешественник, дипломат и приятель Пушкина изобрел в Санкт-Петербурге электрический телеграф, чем ему помогла древнекитайская «Книга перемен» и почему у него в результате ничего не вышло.

Осенью 1832 года в Санкт-Петербурге в доме Адамини было, как всегда, людно. Этот дом на Марсовом поле почти что век притягивал сливки российского общества: здесь жили Леонид Андреев и Анна Ахматова, здесь проходили выставки художников, здесь работал знаменитый театр-кабаре «Бродячая собака» — важный, хоть и недолго просуществовавший центр культуры Серебряного века. А в первой половине XIX века именно здесь состоялась демонстрация одного из важнейших открытий в истории человечества.

Изобретателем был барон Павел Львович Шиллинг, ученый, исследователь, востоковед, дипломат и приятель Пушкина, Жуковского и Батюшкова. Одним из увлечений барона было изучение способов передачи сигналов с помощью электричества, и у него, кажется, начало получаться. Чтобы результаты научного эксперимента узнало как можно больше людей, Шиллинг снял целый этаж дома Адамини. На одном конце арендованного этажа находился передатчик, а на другом — приемник, он располагался прямо в рабочем кабинете Павла Львовича. Первый сигнал новой коммуникационной системы принял лично Шиллинг. Кто именно его отправил с другого конца провода, доподлинно неизвестно. Существует легенда, что ее отправителем был сам император Николай I, но точного подтверждения слуха нет.

Эксперимент вызвал огромный интерес, желающих увидеть работу новой системы под названием телеграф было так много, что демонстрации проводились регулярно вплоть до самого Рождества. Военный инженер Карл Шильдер, также посетивший квартиру Шиллинга в те дни, писал своему знакомому:

«В скором времени сообщу тебе еще одно интересное дело. Оно касается проекта телеграфа на неопределенное расстояние, основанного на гальванизме, с помощью которого возможно будет во всякое время телеграфировать с быстротой мысли. Я надеюсь, что он будет когда-нибудь испытан до Москвы, если только опыты в малом виде сделают очевидным то, что в техническом отношении не подлежит малейшему сомнению…»

Изобретение Шиллинга стало важным событием в истории связи, а созданный им телеграф сегодня хранится в Санкт-Петербурге в Центральном музее связи имени А. С. Попова. Однако стать отцом телеграфии Шиллингу было не суждено.

Мигни, если понял

История связи во многом и есть история цивилизации: без надежных средств коммуникации невозможно ни государственное управление, ни политика, ни войны, ни экономическое развитие. Световые и звуковые системы передачи информации на протяжении многих веков использовались в самых разных государствах. Несмотря на множество недостатков, они оставались самыми простыми и надежными. Все изменилось с изобретением телескопов в начале XVII века.

Ученые предложили использовать подзорные трубы для создания оптического телеграфа. Некоторые идеи были довольно наивными, например выстроить цепь маяков. Предполагалось, что на них будут вывешиваться слова или целые сообщения, которые можно разглядеть с другого маяка в телескоп. Но довольно быстро появился консенсус об использовании сигнальной системы наподобие той, что использовалась на флоте для передачи сообщений другим судам.

Система флаговых сигналов для посимвольной передачи сообщений применялась на флоте с XVII века. В морском деле поддержание связи между двумя кораблями предельно важно, и потому сигнальная система, появившись как весьма примитивный способ сообщения, на протяжении веков совершенствовалась. В конце концов с ее помощью стало возможным передавать действительно объемные и сложные сообщения, а не только директивы о смене курса.

Первые попытки создать оптический телеграф были предприняты в конце XVII века, но эти устройства можно назвать скорее прототипами. Телескопы были весьма дороги, создавать целую сеть вышло бы накладно, да и условия видимости сильно ограничивали возможности подобного средства связи.

В XVIII веке европейские инженеры продолжали разрабатывать различные системы связи, и самой успешной оказалась французская. Семафор братьев Шаппов, представленный в 1792 году, был относительно прост: связь осуществлялась по сети специальных башен, расставленных в прямой видимости на расстоянии от 8 до 30 километров друг от друга. Наверху башен крепили семафорную систему с лампами — она-то и позволяла передавать миганием различные послания.

Война

Первое официальное сообщение по оптическому телеграфу было передано по линии Париж — Лилль 15 августа 1794 года. Это произошло всего через час после того, как французские войска отбили город Ле-Кенуа примерно в 200 километрах к северу от Парижа у австрийских войск, которые занимали его почти год. Новость достигла столицы Франции по телеграфу за 10 часов до прибытия курьера.

Наполеон использовал изобретение для оперативного управления войсками. Собственно, первую временную линию оптического телеграфа в Мсокве организовал именно французский император: семафор был установлен на колокольне Ивана Великого в московском Кремле.

Французское правительство разрешило использовать телеграфы и в коммерческих целях, например для передачи информации о государственной лотерее, а музыкант и математик Александр Вандермонд предположил, что изобретение окажет огромное влияние на развитие демократии во Франции:

«Такого изобретения может быть достаточно, чтобы сделать демократию возможной в самом большом масштабе. Многие уважаемые люди, в том числе Жан-Жак Руссо, считали, что демократия невозможна при большом размере электората… Изобретение телеграфа — новшество, которого Руссо не ожидал. Это позволяет общаться на расстоянии с той же скоростью и четкостью, что и при разговоре в гостиной. Это решение само по себе может устранить возражения против больших демократических республик».

Телеграф играл колоссальную роль в военных и экономических делах Франции. Его работа привлекала даже внимание мошенников! Например, в 1834 году два французских брата-банкира подкупили телеграфиста и передавали своему компаньону в Бордо важную информацию с парижской биржи. Это позволило им на протяжении двух лет опережать других дельцов, не имеющих нужных сведений, и заработать значительную сумму денег — сотни тысяч франков. В суде же мошенники отделались небольшим штрафом: оказалось, что закона, запрещающего подобные действия, просто не существовало.

В конце XVIII века, примерно в то же время, когда братья Шаппы предложили свою систему, российский изобретатель Иван Кулибин представил схожий проект оптического телеграфа — «дальнеизвещающую машину». По сути, это был аналог французского изобретения с усовершенствованным сигнальным кодом.

Проект Кулибина не получил поддержки. Правительство Александра I пригласило француза Шато, сотрудника Шаппов, для создания аналогичных сетей в России. Строительство их, впрочем, шло очень неспешно, первую линию открыли в 1808 году, но она была весьма скромной. Первая большая линия связала Петербург и Шлиссельбург в 1824 году, вторая — Петербург и Кронштадт (1833), двумя годами позднее Петербург соединили с двумя другими императорскими резиденциями: Царским Селом и Гатчиной.

Почти в то же время, когда братья Шаппы изобрели свою систему, у нее появился конкурент, которому отправит оптический телеграф в небытие. Этим конкурентом было электричество.

Быстрее

Оптический телеграф был очень быстрым и весьма надежным средством связи, но не идеальным. Обслуживание сети обходилось дорого, послание можно было перехватить, да и телеграфисты порой могли буквально проморгать сообщение. Ученые в постоянном диалоге друг с другом продолжали поиски.

В конце XVIII века итальянец Алессандро Вольта, ученик Луиджи Гальвани, открыл, что если поместить в кислотную среду пластины из цинка и меди, соединенные проволокой, то через нее (проволоку) будет проходить электричество. Изобретенный ученым прообраз батарей и аккумуляторов стал первым в мире химическим источником электричества и привлек к себе внимание как в Лондоне, так и в Париже.

Созданный Вольтом источник постоянного напряжения (так называемый столб Вольта) тут же попытались приспособить для передачи сообщений. Сперва испанец Франсиско Кампильо, а за ним немецкий анатом и врач Самуэль Зёммеринг изготовили свои прототипы телеграфов.

Зёммеринг создал машину с несколькими проводами. Каждый провод оканчивался штырем, который был погружен на дно стеклянного сосуда. Сосуд был наполнен водой, смешанной с кислотой. Если подключить любую пару проводов к концам столба Вольта, от соответствующих штырей начнут подниматься пузырьки газа. Каждый штырь и каждая колба закреплялись за конкретным символом, таким образом можно было передать определенное сообщение. Телеграф Зёммеринга мог работать на расстоянии в сотни метров.

Это изобретение так и осталось прототипом: слишком много проводов, слишком дорогое производство, а необходимые для работы объемы токсичной кислоты не позволяли сделать телеграф массовым устройством.

В яме

В России за исследованиями в области коммуникации следили с особым интересом: для империи гигантских просторов вопрос быстрой и надежной связи был одним из важнейших. На протяжении столетий сообщение в стране обеспечивалось в основном системой ям — специальных почтовых станций, на которых всегда держали готовых к отправке в путь лошадей. При станциях имелись и постоялые дворы. Эта система, перенятая Русью во времена Золотой Орды, была надежной, но глубоко отсталой.

Тем лучше, что в аудитории на одной из демонстраций аппарата Зёммеринга в Мюнхене, был российский дипломат и востоковед Павел Шиллинг, и он хотел развивать идеи немецкого ученого дальше.

Павел Львович Шиллинг всю жизнь был жадным до новых знаний. Родившийся в 1786 году в Ревеле (сейчас — Таллин), Шиллинг в детстве переехал в Казань, где его отец командовал полком. Павел Львович учился в Кадетском корпусе, состоял в свите Его Императорского Величества. В 1803 году начал службу в Министерстве иностранных дел и был направлен в российское посольство в Мюнхене переводчиком.

В столице Баварии Шиллинг провел 10 лет. Здесь он увлекся научной жизнью, стал постоянным посетителем публичных демонстраций научных изобретений. Павел Львович близко познакомился с Александром и Вильгельмом Гумбольдтами, а также с Самуэлем Зёммерингом, которому помогал в создании телеграфа. Образец этого устройства дипломат позднее привез с собой в Петербург и пытался заинтересовать им императора Александра I.

Шиллинг не из простого любопытства интересовался разработкой: он и сам проводил прикладные исследования в области электромагнетизма. В 1812 году году он создал устройство, позволяющее подрывать пороховые заряды под водой с помощью электрического детонатора. Во время Отечественной войны 1812 года, когда Шиллинг уже снова был в Санкт-Петербурге, он провел первое полевое испытание своего изобретения. Подрывали прямо на берегу Невы. Но официальной поддержки исследователь не получил, и «дальнеподрывным» минам пришлось ждать своего часа почти два десятилетия: изобретение впечатлило Николая I, который отдал приказ о разработке систем подводных минных заграждений.

Шиллинг служил в российской армии во время Заграничных походов 1813–1814 гг. и был в составе тех частей, что вошли в Париж. Там он познакомился с ведущими востоковедами эпохи и заинтересовался Китаем. Во французской столице Шиллинг начал читать и переводить древневосточные рукописи.

После разгрома Наполеона Шиллинг решил не оставаться в армии и подал рапорт, в котором просил вернуть его на службу в МИД. Просьбу выполнили. В министерстве дипломата направили в Азиатский департамент, где он заведовал «цифирной частью», то есть отделом криптографии.

Шиллинг был страшным библиоманом. Благодаря исследованиям в области ориенталистики и статьям об истории и культуре Дальнего Востока его приняли в члены Академии наук. Он путешествовал по Сибири, Забайкалью и Монголии. Его спутником в одном из путешествий хотел стать Пушкин, но царь запретил, и поэт написал по этому поводу стихотворение:

Словом, Павел Львович вращался в свете и водил дружбу с виднейшими писателями и художниками Петербурга. А кроме того, не забывал о своем увлечении электротелеграфом. Показательно, что ключевой принцип работы изобретенного им устройства Шиллингу подсказали не коллеги в Берлине и не исследователи электромагнетизма в Петербурге, а древняя китайская книга.

«Книга перемен» Шиллинга

Работа в области криптографии помогла Шиллингу придумать весьма элегантный способ кодирования сообщений для передачи телеграфом. В 1828 году он разработал прототип устройства, которое довел до ума после возвращения из очередного путешествия в 1832 году.

Большой проблемой оставалось большое количество проводов, которое требовалось для работы устройства. Каждый символ надо было передавать по отдельному проводу, что было весьма затруднительно и накладно. Громоздкость была хроническим недостатком всех телеграфных средств связи. Семафорная азбука Шаппов, например, включала в себя 250 сигналов, обозначающих вместе 8464 слова.

Выход из ситуации Шиллинг нашел не у европейских коллег, а в древнекитайской «Книге перемен» («И Цзин»), которая использовалась для гадания. В ней содержится 64 гексаграммы (графических фигур из шести черточек), каждая из которых обозначает тот или иной вариант будущего. Разработанный Шиллингом аппарат отчасти функционировал по тому же принципу: с помощью различного положения шести стрелок сообщался тот или иной конкретный символ.

С 1828 года Павел Львович вел работу над кодом, постоянно упрощая его и приспосабливая для эффективной передачи информации. Главным принципом электротелеграфа Шиллинга был эффект отклонения магнитной стрелки в результате воздействия электромагнитного поля. Два аппарата, передатчик и приемник, соединялись кабелем из восьми проводов, каждый из которых включался отдельной клавишей. Каждый провод на приемнике был соединен с электромагнитом, под которым располагалась металлическая стрелка. Отдельные символы кодировались комбинацией поворотов этих стрелок.

В дальнейшем Шиллинг усовершенствовал способ передачи и разработал собственную телеграфную азбуку. В конечном счете он создал шестистрелочный телеграфный аппарат.

На передатчике была клавиатура с 16 клавишами (восемь белых и восемь черных). Приемник состоял из шести мультипликаторов с магнитными стрелками, которые были горизонтально подвешены на нитях. На нитях были закреплены бумажные диски, окрашенные с одной стороны в белый, а с другой — в черный цвет. Приемник и передатчик устройства были соединены восемью проводами. Различные сочетания и положения белых и черных дисков в разных мультипликаторах соответствовали отдельным буквам русского алфавита и цифрам от нуля до девяти.

Шиллинг продемонстрировал изобретение в Берлине, где его работу изучил Александр фон Гумбольдт, на конгрессе физиков в Бонне и в Физическом обществе во Франкфурте в 1835 году.

В Петербурге провели телеграф между Зимним дворцом и зданием Министерства путей сообщения, но на этом распространение технологии остановилось. После смерти Шиллинга в 1837 году его работу продолжил физик Якоби. Чуть позже Шиллинга создали свои телеграфы немецкие (Карл Гаусс и Вильгельм Вебер, 1833) и британские (Кук и Уитстон, 1837) ученые, а в 1840-м — американец Сэмюэл Морзе.

Оставив след

В последние годы Павел Львович Шиллинг жизни сильно болел, а в 1837-м скоропостижно скончался в возрасте 51 года. Изобретатель был холост, у него не было потомства. Его разнообразные таланты оставили большой след в истории науки, но обстоятельства сложились так, что его открытия не стали отправной точкой для создания нового средства связи.

Заслуга Шиллинга — упрощение устройства, уменьшение количества проводов — не была забыта, но в России в конце концов выбрали не систему Павла Львовича или телеграф Якоби, а иностранную разработку. В империю была приглашена немецкая фирма «Сименс и Гальске», которая и начала в 1850-х годах разворачивать электротелеграфную сеть по всей стране.

Шиллинг создавал новые шифры и военные технологии, переводил древние книги и занимался этнографическим исследованием народов Сибири. Он прошел дальше многих на пути к созданию новой эры коммуникации, но его усилий оказалось недостаточно. Иногда даже большого таланта и трудолюбия не хватает для того, чтобы изменить мир. Но это не значит, что не надо пытаться.

Автор — Егор Сенников