Владимир Карцев - Приключения великих уравнений
* * *
Из воспоминаний одного охотника-изобретателя. 1895 год. «Я охотился в различных районах Индии, причем стрелял в основном тигров. Лучший способ охоты в джунглях — это соорудить в ветвях платформу, а где-то под ней положить коровью тушу. Над коровой я укрепляю электролампочку, к ней подвожу провода от шести крупных элементов. Когда тигр начинает рвать корову, я внезапно включаю свет. Пока тигр обдумывает, откуда бы мог взяться этот свет, моя пуля застревает у него между глаз, и все дальнейшее его мало интересует».
* * *
Распоряжением Николая I телеграф П. Л. Шиллинга был приспособлен для сообщения Зимнего дворца с кабинетами министров. Успех предприятия натолкнул царя на мысль соединить телеграфом Петергоф и Кронштадт, проложив по дну Финского залива кабель. Кстати говоря, первый в мире подводный кабель был использован именно Шиллингом уже при прокладке его первых телеграфных линий.
Телеграф Шиллинга был хорошо известен за рубежом. Многие иностранцы видели его в работе и, пользуясь тем, что телеграф не был защищен никакими патентами, беззастенчиво заимствовали из него технические решения. Так, англичанин Кук, видевший телеграф Шиллинга на одном из съездов естествоиспытателей, вместе с известным физиком Уитстоном получил в 1837 году патент на телеграф, по существу, повторяющий шиллинговский. В том же году телеграф, уже под новым именем, стал использоваться на бирмингамской железной дороге.
В 1835 году Россию посетил Сэмюэл Морзе. Увидев телеграф Шиллинга, он расстроился — настолько схема Шиллинга была близка к той, которую он еще только намеревался создать. А проект прокладки по дну Финского залива кабеля и соединения Петергофа с Кронштадтом при помощи телеграфа был по тому времени просто фантастичен. К сожалению, осуществиться проекту суждено не было — работы прекратились в 1837 году со смертью Шиллинга.
Завершить работы по созданию простой и надежной схемы телеграфа с двумя проводами выпало американскому художнику Сэмюэлю Морзе. Морзе решил, что не обязательно передавать по проводам различные сигналы, соответствующие каждой букве алфавита, — оказалось возможным передавать по проводам всего два сигнала — длинный (тире) и короткий (точка), но в разных сочетаниях. При этом можно было обойтись всего лишь двумя проводами. Другими находками Морзе были: использование электромагнитных реле, что давало возможность вести связь на любых расстояниях, введение ключа и пишущего устройства. По телеграфу, наконец, стали передаваться именно «телеграммы» — примерно в том виде, как мы получаем их сегодня, но с той разницей, что в них вместо букв в причудливом порядке выстраивались точки и тире. Преобразование «азбуки Морзе» в обычный алфавит производится автоматически с помощью специальных аппаратов, и поэтому, хотя по линии по-прежнему передаются точки — тире, на ленту печатаются сейчас слова, написанные обычными буквами.
Как известно, свет — это электромагнитные волны весьма малой длины, и мы не выйдем из рамок книжки, рассмотрев короткую, но весьма поучительную историю, касающуюся взлетов и падений оптического телеграфа, который является в некотором смысле разновидностью телеграфа электромагнитного. История эта интересна прежде всего тем, что наглядно демонстрирует возвращение к одной и той же идее через большие промежутки времени, причем каждое новое возвращение имеет место на более высоком уровне.
Первые оптические «телеграфы» — обычные костры.
Костры в древности — почти всегда символы тревоги, вестники жестоких набегов и других напастей.
Чтобы костры были видны дальше, устраивали специальные курганы. На юге России таких курганов — десятки. Днем, чтобы было лучше видно, в костры бросали сырые ветки. В Запорожской сечи курганы заменялись специальными вышками, на которых всегда лежала впрок «телеграфная» солома.
В средние века существовали «стены связи». Каждая передаточная станция состояла из двух зубчатых стен.
В промежутках между зубцами жгли факелы. Если, например, в первой стене горели два факела, в другой — три, то это значило, что из разбитого на группы алфавита нужно было взять из второй группы третью букву.
Такая система шифров давала возможность передавать любые, лишь бы не длинные, сообщения — ведь буквами можно выразить не только одно (Караул! Враги!), а бессчетное число понятий.
А в 1794 году наш известный самоучка — изобретатель Иван Петрович Кулибин (кстати говоря, сделавший первые русские электростатические машины) предложил более простую систему, в которой вместо двух стен была система двух планок. И это было естественно, потому что тогда появились подзорные трубы, и задача пользования оптическим телеграфом существенно упростилась — костер стал не обязательным, так же как и факел, станции связи стало возможным ставить друг от друга на значительном расстоянии.
Первый семафорный телеграф поначалу назывался «тахиграф», скорописец, но потом не соответствующее суровой правде жизни название упразднили и назвали устройство скромно, но с достоинством — «телеграф» — дальнописец.
Однако лишь только появился телеграф электромагнитный, все линии оптического телеграфа, так сказать, «потухли»: преимущества электромагнитного телеграфа — быстрота и надежность сообщений, а также независимость передачи сообщений от состояния небесного свода — были очевидными.
И вот 22 января 1966 года «Известия» сообщают:
«В Москве лазеры и приемники света, установленные на одной из башен МГУ и на вышке АТС на Зубовской площади, создали «световой мост» между абонентами телефонных станций АВ-9 и Г-6. Многие из владельцев этих телефонов, сами того не зная, разговаривают друг с другом по световому лучу».
Лазерная связь, осуществленная впервые всего два десятилетия назад, связь с помощью светового пучка, снова воскресила идеи оптического телеграфа, но, разумеемся, на гораздо более высоком уровне — эта связь практически не имеет помех — качество вне конкуренции; кроме того, по одному лазерному лучу можно одновременно вести несколько десятков телефонных разговоров. Таким образом, количественная сторона дела также отнюдь не проиграла.
Через океан за двенадцать лет
Несколько лет назад издательство «Знание» выпустило хорошо оформленную книжку «Американские ученые и изобретатели» — перевод «Иллюстрированной истории американской науки и изобретательства» Митчела Уилсона, известного американского писателя, чья книга «Живи с молнией» («Жизнь во мгле») была и в Америке, и у нас в стране очень популярна. Менее известен Уилсон как физик, хотя специалисты высоко оценивали его деятельность в качестве одного из помощников Энрико Ферми. «Иллюстрированная история» — книга, вобравшая в себя лучшие стороны Уилсона как писателя и как ученого.
К сожалению, это издание книги Уилсона было сокращенным. Среди опущенных глав — и история прокладки первого телеграфного кабеля между Европой и Америкой — одно из драматических событий истории электротехники, эмоциональное впечатление от которого, быть может, приближалось к оценке факта открытия радиосвязи Поповым: воочию наступала новая техническая революция — революция связи.
Буквально через несколько дней после того, как Сэмюэл Морзе показал, что с помощью его простого и надежного устройства можно передавать сообщение на несколько сот метров, родилась идея соединить вновь изобретенным телеграфом Англию и Францию. Основным «носителем» идеи был англичанин Уитстон, который с 1837 года пытался убедить кого-нибудь финансировать это предприятие.
Однако дело было не столько в финансировании, сколько в изоляции кабеля. Ни одна изоляция того времени не могла выдержать сколько-нибудь длительного пребывания в морской воде. И когда известный немецкий инженер Вернер Сименс предложил изолировать подводный кабель гуттаперчей — отвердевшим соком малайских деревьев, — проблема была решена очень быстро.
Сразу же нашлись и люди, готовые вложить деньги, и инженеры. В 1850 году кабель был успешно проложен по морскому дну между Дувром и Кале на расстояние около 30 километров. Историки сообщают, что по этому кабелю была передана «только одна телеграмма или около того, после он выбыл из строя. Вторая линия, проложенная через год, была более живучей». А затем предприниматели провели еще несколько подводных линий.
Нужно было обладать большой отвагой, чтобы после небольшого и не слишком удачного опыта подводной передачи предложить перекинуть по океанскому дну кабель между Европой и Америкой. Отвага нашлась у ничем ранее не примечательного торговца бумагой, тридцатипятилетнего Сайруса Филда. Эйнштейн правильно и удивительно точно обрисовал подобные ситуации:
«Все знают, что это невозможно. Но вот приходит невежда, которому это неизвестно — ои-то и делает «открытие». Это высказывание в большой мере приложимо к Сайрусу Филду. Единственным его теоретическим багажом в области телеграфа была беседа с Морзе, который, разумеется, и понятия не имел о сложности подобного предприятия — он все-таки был художником.
