Урок 3 «связь. телеграф»

С незапамятных времён человечество пользовалось различными примитивными видами сигнализации и связи в целях сверхбыстрой передачи важной информации в тех случаях, когда по ряду причин традиционные виды почтовых сообщений не могли быть использованы. Огни, зажигаемые на возвышенных участках местности, или же дым от костров должен был оповестить о приближении врагов либо о грядущем стихийном бедствии. Этот способ до сих пор используется заблудившимися в тайге или туристами, испытывающими стихийное бедствие. Некоторые племена и народы использовали для этих целей определённые комбинации звуковых сигналов от ударных (например там-тамы и др. барабаны) и духовых (охотничий рог) музыкальных инструментов, другие научились передавать определённые сообщения, манипулируя отражённым солнечным светом при помощи системы зеркал.

В 1792 году во Франции Клод Шапп создал систему передачи информации при помощи светового сигнала. Она получила название «оптический телеграф». В простейшем виде это была цепь типовых строений, расположенных в пределах видимости друг друга. На кровле строений размещались шесты с подвижными поперечинами — семафоры. Семафорами с помощью тросов управляли операторы, которые сидели внутри.

Шапп создал специальную таблицу кодов, где каждой букве алфавита соответствовала определённая фигура, образуемая семафором, в зависимости от положений поперечных брусьев относительно опорного шеста. Система Шаппа позволяла передавать сообщения на скорости два слова в минуту и быстро распространилась в Европе. В Швеции цепь станций оптического телеграфа действовала до 1880 года.

Семафоры могли передавать информацию с большей точностью, чем дымовые сигналы и маяки. Кроме того, они не потребляли топлива. Сообщения можно было передавать быстрее, чем их могли передавать гонцы, и семафоры могли обеспечивать передачу сообщений по целому региону. Но, тем не менее, как и прочие способы передачи сигналов на расстояние, они сильно зависели от погодных условий и требовали дневного света (Практичное электроосвещение появилось только в 1880 году). Они нуждались в операторах, и башни должны были быть расположены на расстоянии 30 километров друг от друга. Это было полезно для правительства, но слишком дорого для использования в коммерческих целях.

Первый электромагнитный телеграф создал российский учёный Павел Львович Шиллинг в 1832 году. В США электромагнитный телеграф запатентован Сэмюэл Финли Бриз Морзе в 1840 году

Морзе родился в 1791 году в Чарльзтауне, штат Массачусетс, в семье Джедида Морзе, прославленного проповедника в Новой Англии. Морзе подавал большие надежды как художник, но его сковывало то обстоятельство, что он безоговорочно принял на веру модную тогда интеллектуальную концепцию, будто живопись, посвященная исторической старине, гораздо выше искусства, отображавшего жизнь современников.

Вернувшись в 1815 году в Америку, Морзе очутился в стране слишком грубой и неотесанной, слишком занятой и слишком бедной, чтобы признать искусство, столь далекое от действительности. С другой стороны, Америка 1815 года любила портретную живопись. Уже в 1817 году Морзе получал шестьдесят долларов за портрет, а он мог писать четыре портрета в неделю. Во всех портретах работы Морзе чувствуется талант. И все же Морзе не был удовлетворен, несмотря на то, что через несколько лет он был признан вождем молодых американских художников. В 1829 году он вновь отправился в Европу, чтобы продолжить занятия.

В 1832 году Морзе, преисполненный надежд, упаковал холсты и вернулся в Америку на пакетботе «Сэлли». Он взошел на борт «Сэлли» художником, а высадился на берег изобретателем.

На борту зашел разговор о европейских опытах по электромагнетизму. Незадолго до того была опубликована книга Фарадея, а его опыты повторялись во многих европейских лабораториях. «Извлечение искр из магнита» было одним из чудес того времени. Морзе тут же высказал предположение, что сочетание искр может быть использовано как код для передачи сообщений по проводам. Эта идея захватила его, несмотря на то, что ему были почти неизвестны даже самые основные правила электричества.

Ранние проекты телеграфа Морзе были весьма наивны и чрезвычайно сложны. Оператор замыкал и размыкал электрическую цепь, так что серия электромагнитных импульсов посылалась по двум проводам к приемному устройству. Поздние модели телеграфа снабжались сигнальным ключом, при помощи которого замыкалась и размыкалась цепь.

В сентябре 1837 года Морзе демонстрировал свое изобретение в Нью-йоркском университете. Сигнал был послан по проволоке длиной 1700 футов.

Паника 1837 года заставила правительство отказаться от всяких субсидий. Конгресс отослал Морзе в Европу, чтобы получить там патенты на изобретение. В Англии Морзе сказали, что Уитстон уже изобрел электромагнитный телеграф, в чем он может убедиться, заглянув в ближайшую почтовую контору. На континенте Морзе стало известно, что электромагнитный телеграф уже изобрел Стейнхейл: «Можете пойти на ближайшую железнодорожную станцию и убедиться в этом!». В России Морзе узнал, что барон Шиллинг, русский посол в Австрии, изобрел электромагнитный телеграф еще в 1825 году, но сама идея мгновенного сообщения между людьми в дальних концах страны показалась царю настолько крамольной, что он запретил даже упоминать об этом изобретении в печати.

Ни одна из иностранных систем телеграфа не была такой простой и удачной, как аппарат Морзе. Поэтому изобретатель не оставлял надежды, хотя его положение никогда не было столь отчаянным.

В эти тяжелые годы Морзе буквально нищенствовал. Его ученик, бравший у Морзе уроки живописи, рассказывает:

– Строфер, – спросил однажды Морзе, – как у нас с деньгами?
– Профессор, к сожалению, меня подвели. Но я жду перевода на следующей неделе.
– На следующей неделе! – грустно сказал Морзе. – Меня уже не будет в живых к тому времени.

– Почему, сэр?
– Я умру от голода.
– Может быть, вас устроят пока что эти десять долларов?
– Десять долларов спасут мне жизнь. Только и всего!

Правительственную субсидию в тридцать тысяч долларов Морзе мог получить при условии, что будет установлена первая пробная линия протяженностью в 40 миль.

Первые линии постоянно выходили из строя в плохую погоду. Однажды было обнаружено сто семьдесят обрывов на протяжении тридцати миль. Медная проволока после испытания была отвергнута и заменена железной, а потом ее вытеснил плетеный кабель. Монтеры, следившие за линией, не знали покоя. Им противостояли не только силы природы, но и разгневанные фермеры, норовившие оборвать линию, потому что их раздражал гул в проводах.

Первая половина XIX века была временем, когда только целеустремленные и упорные люди могли рассчитывать на успех, да и то лишь в том случае, если их стремления совпадали с интересами растущей страны. Когда Морзе бросил живопись и избрал карьеру изобретателя, он сразу превратился в «человека своей эпохи».

Телеграфные аппараты Шиллинга, Гаусса-Вебера, Кука-Уитстона относятся к электромагнитным аппаратам стрелочного типа, в то время как аппарат Морзе являлся электромеханическим. Большой заслугой Морзе является изобретение телеграфного кода, где буквы алфавита были представлены комбинацией коротких и длинных сигналов — «точек» и «тире» (код Морзе).

В 1858 году была установлена трансатлантическая телеграфная связь. Затем был проложен кабель в Африку, что позволило в 1870 году установить прямую телеграфную связь Лондон — Бомбей (через релейную станцию в Египте и на Мальте).

В наши дни возможности обмена сообщениями по сети Телекс сохранены во многом благодаря электронной почте. В России телеграфная связь существует и поныне, телеграфные сообщения передаются и принимаются при помощи специальных устройств — телеграфных модемов, сопряжённых в узлах электрической связи с персональными компьютерами операторов, правда, передача сообщений в большинстве случаев осуществляется уже по современным каналам связи, сеть проводного телеграфа на большей части территории России демонтирована.

В некоторых странах национальные операторы сочли телеграф устаревшим видом связи и свернули все операции по отправлению и доставке телеграмм в традиционном значении этого термина. В Нидерландах телеграфная связь прекратила работу в 2004 году. В январе 2006 года старейший американский национальный оператор Western Union объявил о полном прекращении обслуживания населения по отправке и доставке телеграфных сообщений. В июле 2013 года телеграф был закрыт в Индии[9].

В то же время, в Канаде, Бельгии, Германии, Швеции, Японии некоторые компании всё ещё предоставляют услуги по отправке и доставке традиционных телеграфных сообщений.

УРОК 4 «ТЕЛЕФОН»

Антонио Меуччи — итальянский учёный, являющийся подлинным изобретателем телефона. Именно он в 1860 году пришел к выводу о возможности превращения звуковой вибрации в электрические импульсы, что позволяет передавать голос на дистанцию с помощью проводов.

Как отмечают историки науки, до недавнего времени имя этого человека было известно немногим. Изобретатель и естествоиспытатель, Меуччи не умел зарабатывать деньги — зато он умел создавать удивительные для своего времени чудеса техники.

Антонио Меуччи родился в 1808 году в герцогстве Флорентийском, откуда родом такие гении, как Леонардо да Винчи, Микеланджело и Галилей. Ещё в детстве он переделывал и усовершенствовал всё, что попадалось под руку: клетки для певчих птиц, удочки, капканы, запоры для сараев. Но главным пристрастием юного Антонио было всё, что связано с «тайными силами» электричества.

В 1837 году, вместе с супругой Эстер, Меуччи покинул Флоренцию и в поисках счастья и денег отбыл в Новый Свет. Но пристанище нашел на Кубе: в Гаване открылся театр, где нужен был механик. Здесь он применил и развил свой флорентийский опыт механика сцены, чем снискал бурный восторг актеров и публики.

Создав небольшой электрогенератор, он неожиданно обнаружил, что ток не только обладает могучей силой, но и оказывает оздоровляющее воздействие на организм человека. Меуччи начал заниматься врачебной практикой, «оброс» клиентурой.

И однажды произошло «чудо». Присоединив, во время одной из процедур, проводки к губам и полости рта пациента, Меуччи занял место у генератора в другой комнате и вдруг… отчётливо услышал возглас больного. Так Меуччи открыл главную тайну в своей жизни — оказывается, электрический ток способен переносить звук на расстоянии.

Однако фортуна не благоволила изобретателю. Умерла Эстер, Антонио покинул Кубу и перебрался на континент. В тот период северяне готовили большую войну против южных штатов, а компания «Вестерн Юнион» вела телеграфную линию, связавшую Атлантическое побережье Америки с Тихоокеанским. Азбука Морзе побежала по проводам, обгоняя самые быстрые паровозы.

Именно здесь он создаст свой аппарат, здесь в 1860 году, истратив последние деньги, опубликует в итальянской газете сообщение, что после долгих лет труда изобрел, наконец, «звук, бегущий по проводам» — телектрофон. Заметка попала на глаза клерку компании «Вестерн Юнион», который, отыскав лачугу изобретателя, заполучил за скромную плату все чертежи, рисунки и остальную документацию по телектрофону.

Меуччи было обещано дальнейшее сотрудничество. В 1871 году итальянец подал заявку на патент своего изобретения и стал ждать. А компания «Вестерн Юнион» на все его запросы отвечала, что документация утеряна. Так продолжалось до 1876 года, когда Меуччи с удивлением увидел в заголовках американских газет сообщение о великом изобретении телефона Александром Беллом, сделанном под патронажем фирмы «Вестерн Юнион».

Меуччи предпринял судебную тяжбу с могущественной компанией, но ему просто не хватало средств отстоять свои права. Лишь в 1887 удалось вырвать из архивов «Вестерн Юнион» свой патент. Суд Нью-Йорка признал его приоритет, но Меуччи уже не смог воспользоваться своим изобретением, поскольку патентный срок к тому времени закончился.

Меуччи умер в бедности в 1889 году. Современники так и не признали его авторство на изобретение, которое означало революцию в мире коммуникаций. По мнению исследователей, в этом ему помешали бедность, слабое знание английского языка и неспособность жёстко отстаивать свои интересы перед могучими соперниками.

11 июня 2002 года Конгресс США принял резолюцию, в которой признал настоящим изобретателем телефона Антонио Меуччи.

Александр Белл родился 3 марта 1847 года в шотландском городе Эдинбурге. Несколько близких родственников Белла, в частности его дед, отец и дядя, были профессиональными риторами. Поэтому Белла в будущем всегда интересовали вопросы, связанные с речью.

В возрасте 13 лет Белл окончил Королевскую школу в Эдинбурге, в возрасте 16 лет получил должность учителя красноречия и музыки в Академии Уэстон-Хауз.

После того, как два брата Александра умерли от туберкулёза, семья решила переехать в Канаду. Ещё в Шотландии Белл начал интересоваться возможностью передачи сигнала по каналам электросвязи.

В 1876 году, в рамках Всемирной выставки (Филадельфия), учёный представил вниманию общественности удивительный аппарат, названный им «говорящим телеграфом». Это и был первый телефон Александра Белла. Можете представить себе удивление членов жюри, когда они смогли услышать из рупора знаменитый монолог Принца Датского «Быть или не быть?», который в это же время читал в соседней комнате сам изобретатель. Стоит ли говорить о том, что вердикт жюри касательно первого на планете телефона был однозначным – быть? Он получил патент США № 174465, описывающий «метод и аппарат… для передачи речи и других звуков по телеграфу… с помощью электрических волн».

Знаменитый учёный имел привычку работать исключительно в тёмное время суток, по ночам. Порой это становилось причиной разногласий и споров между супругами. Понимая тревоги жены, Белл неоднократно предпринимал отчаянные попытки вернуться к «нормальному» распорядку дня, но ни одна из них не увенчалась успехом. А 15 августа 1877 года между Александром и его легендарным современником Томасом Эдисоном состоялся любопытный спор, который в итоге разрешился в пользу последнего. Эдисон доказал, что идеальным вариантом приветствия в начале телефонного разговора является словечко «hello», которое в России было переделано в хорошо знакомое нам «алло». Сам изобретатель телефона предлагал использовать слово «ahoy», которое переводится как «Эй, кто там?».

Интересно также то, что сам Белл не любил пользоваться телефоном – звонки отвлекали его от размышлений и работы. А вот ни со своей матерью, ни с женой он так и не смог поговорить – обе они были абсолютно глухими.

Александру Беллу в его работе пригодилось, конечно, хорошее знание не только электротехники, но и акустики — науки, изучающей свойства звука. Звук распространяется благодаря периодическим сжатиям и разрежениям воздуха. Небольшой рупор может собрать звук и направить его на чувствительный элемент, например на мембрану. Белл изготовил очень легкие и тонкие пластины-мембраны — их колебания под влиянием звуков человеческой речи были заметны даже невооруженным глазом.

В конце концов он остановился на мембране из тонкой железной фольги, которую поместил внутрь электромагнита. Когда мембрана колебалась в такт с человеческой речью, по электрическим проводам от электромагнита на приемную станцию шли сигналы переменного тока. Ведь поле внутри магнита изменялось в точном соответствии с движениями мембраны!

На приемной станции происходило обратное превращение: под влиянием переменных импульсов электрического тока возникали колебания железной мембраны, тоже помещенной в электромагнит. Колебания мембраны принимающей трубки передавались окружающему воздуху. В нем возникали звуки голоса человека, который говорил перед передающей мембраной, установленной в другой комнате или… в другом городе — это уже зависело только от длины и толщины электрических проводов!

Телефон был таким удобным, необходимым людям и… выгодным изобретением, что авторские права Белла много раз пытались оспаривать как отдельные изобретатели, так и целые фирмы-корпорации. Однажды в «борьбу» с Беллом включились несколько сенаторов, бывшие губернаторы и даже… генеральный прокурор США. Они основали свою частную телефонную компанию и пытались отнять у Белла права на изобретение.

Белл всегда мечтал прекратить борьбу за патенты и заняться созданием новых конструкций летательных аппаратов…

Сам Белл был удивительным человеком. Он глубоко верил в Бога и создавал свое изобретение в том числе и для того, чтобы общаться с людьми, уже ушедшими в мир иной. Причем искренне верил, что это возможно. Появлению первого в мире телефона способствовало множество других интересных изобретений. К примеру,

· на определённом этапе Беллу удалось создать уникальное электрическое фортепиано, позволяющее передавать по проводам звуки музыки.

· Фотофон - передача звука с помощью света (через параболические зеркала, основываясь на свойстве селена фокусировать световые лучи, от чего дрожало зеркало

· Металлоискатель

· Пирамидальный воздушный змей, могущий поднять в воздух человека

· Аэроплан «Серебряный дротик»

• Лодка на подводных крыльях (1919 г – скорость 113 км\ч)

Белл скончался 2 августа 1922 года. После его смерти все телефоны Соединённых Штатов (более 13 миллионов) были отключены в течение минуты молчания, дабы почтить память.