5(16) апреля 1786 года родился П.Л.Шиллинг

Изобретатель электромагнитного телеграфа

П.Л.Шиллинг

(1786 - 1837)

Честь создания первого в мире электромагнитного телеграфа принадлежит российскому ученому Павлу Львовичу Шиллингу, который провел публичную демонстрацию работы своего аппарата 21 октября 1832 года. Этот момент истории целесообразно считать началом развития электросвязи.

П.Л.Шиллинг разработал также основы построения телеграфной азбуки и предложил первые образцы подзеиного и подводного кабелей: в середине 30-х годов XIX века в России им были выполнены обширные эксперименты по созданию надежных кабельных пиний связи.

Рейман, Л.Д. Развитие связи в России. Из истории в будущее/Л.Д.Рейман, А.А.Гоголь, И.Ю.Никодимов. – СПб.: Мегас, 2001.

Быховский, М.А. Развитие телекоммуникаций. На пути к информационному обществу: история телеграфа, телефона и радио до начала XX века. - Москва : URSS, 2011.

К концу XVIII столетия экономическая картина мира преобразилась. Много сырья стало поступать из отдаленных колоний. Ручной труд все более вытеснялся машинами. Потребность в обмене информацией между источниками сырья, промышленными центрами и рынками сбыта чрезвычайно обострилась[…] Конец первой трети XIX в. ознаменовался бурным строительством железных дорог.

Средства связи приобрели нового, весьма требовательного, потребителя. Движение на первых железных дорогах не отличалось скоростью, протяженность их была невелика, и семафорный телеграф обеспечивал требовавшуюся поначалу быстроту передачи сигналов. Но организация нормального движения поездов требовала также надежной связи между станциями независимо от времени суток и состояния погоды, т. е. именно тех качеств, которых недоставало семафорному телеграфу. Поэтому впоследствии с появлением электрических телеграфов, семафорные телеграфы сразу же уступили им место, но еще долго сохранялись в качестве железнодорожной сигнализации.

Таким образом, все нараставшая потребность в более надежном и быстром средстве сношений побудила изобретателей перейти от идей к попыткам практического осуществления электрического телеграфирования.

… Изобретение в 1800 г. вольтова столба и открытие явления электролиза неизмеримо расширило возможности решения задачи электрического телеграфирования.

Мюнхенский анатом Томас Земмеринг получил в 1809 г. от президента Мюнхенской академии наук задание разработать для Баварского королевства проект семафорного телеграфа. Ученый до этого изучал явление электролиза и предпочел вместо разработки проекта малонадежного семафорного телеграфа проверить возможность реализации идеи об электролитическом телеграфе. Первоначально Земмеринг сконструировал 35-про-водный телеграф с вольтовым столбом и штепсельным передатчиком, а затем, применив в 1811 г. кодовую комбинацию, — 8-проводный телеграф с клавишным передатчиком.

Таким образом, попытки создать электрический телеграф сопровождались решением целого ряда частных вопросов: совершенствовались методы кодирования, создавались удобные для быстрого телеграфирования коммутационные приспособления, клавишные манипуляторы, вызывные устройства.

В 1810 г. Земмеринг осуществил многочисленные опыты по испытанию изолированных проводов и электропроводности воды. Служивший в тот период в Мюнхене в русском посольстве П. Л. Шиллинг заинтересовался этими опытами и принял в них, по приглашению Т. Земмеринга, непосредственное участие.

Яроцкий, А.В. Россия - родина электромагнитного телеграфа/А.В.Яроцкий// Электросвязь. - 1982. - N 10. - С. 2-11.

Участвуя в опытах Земмеринга, Шиллинг пришел к мысли устроить такие проводники, по которым можно было бы передавать электрические сигналы через воду, а также взрывать подводные мины.

Свое изобретение, основанное на использовании электрического запала, который действует от источника тока, для взрыва минных пороховых зарядов на расстоянии, Павел Львович продемонстрировал в 1812 году в Петербурге. Он взорвал мины новым способом под водой реки Нева в присутствии императора Александра I. Это изобретение было уникально. Американцы применили электричество для взрыва подводной мины лишь через 18 лет после Шиллинга, а англичане — по прошествии целых 26 лет. В 1815 г. Шиллинг повторил свои опыты на Сене в Париже, взятом русскими войсками. Изобретение Шиллинга нашло и мирное применение: использовалось для подрыва льда, очистки гавани и спасения мостов.

В декабре 1812 года был сформирован лейб-гвардии Саперный батальон, в котором продолжили дальнейшие работы над опытами Шиллинга по электрическим запалам и подрывам. Сам же Шиллинг после двукратного ходатайства получает назначение в действующую армию. За храбрость, проявленную в боях, Шиллинг в 1814 г. награжден боевым орденом, а затем одной из самых почетных наград — саблей с надписью «За храбрость». В чине штаб-ротмистра Сумского гусарского полка он за 1813–1814 годы прошел все основные бои с Наполеоном в Германии и Франции. За бои на подступах к Парижу ротмистр Шиллинг был награжден именным оружием - саблей с надписью «За храбрость».

Инженеры России: информационный портал. Шиллинг Павел Львович. – Режим доступа: http://rus-eng.org/eng/SHilling%20Pavel%20L'vovich.htm

Вскоре после завершения войны с Наполеоном П.Л. Шиллинг возвращается в Министерство иностранных дел. Здесь на него было возложено руководство созданной им же литографией, производившей копирование и размножение государственных документов. Одновременно П.Л. Шиллинг был включён в состав сотрудников цифирного отделения МИДа. Данное подразделение отвечало в министерстве за работы по составлению шифров. С 1829 г. и до конца своей жизни действительный статский советник П. Л. Шиллинг являлся руководителем этого ключевого подразделения российского МИДа.

По общему признанию П.Л. Шиллинг являлся одним из наиболее выдающихся специалистов по криптографии не только в России (где ему не было равных), но и в Европе. Так, сослуживец П.Л. Шиллинга по Министерству иностранных дел Ф.П. Фонтон в 1829 г. писал о нем: «Он сочинил для министерства такой тайный алфавит, то есть так называемый шифр, что даже австрийский, так искусный тайный кабинет, и через полвека не успеет прочесть». О том же пишет и К.В.Чевкин: «Он изобрел разные, весьма остроумные и уважаемые по своей простоте и удобству системы сигналов, а особенно криптографических и ключевых (цифирных) письмен... В этом деле покойный барон был едва ли не первым человеком во всей Европе».

Высоков, М.С. П.Л. Шиллинг и первые шаги электросвязи в России// Электросвязь: история и современность. – 2007. - № 4. – С. 14-17. – Режим доступа: http://www.bykhmark.ru/rus/site/telecom/Journal/3/jurn_4_07.pdf

После войны деятельность Шиллинга была разносторонней. В 1817 году он возглавил литографию Министерства иностранных дел (первую в России), которая обеспечивала размножение топографических карт и других военных документов. Для создания карт Шиллинг закупал в германских каменоломнях литографический камень. Павел Львович разработал для печатания географических карт первую в России гражданскую литографию, а также создал новый литографский способ воспроизведения текстов на китайском языке.

Шиллинг «…вздумал воспроизводить китайские письмена посредством литографии не простым рисованием их на камне, а проиведением выпуклых букв, которые потом отпечатывались на обыкновенных типографских станках. Для этогоь вытравлял он поверхность камня, оставляя только именно то, что покрыто начертанием письмен. Никто во всей Европе не мог догадаться, как это делается…»

«Ревностный пропагандист китайской литературы», по выражению синолога академика Клапрота, Шиллинг добился такого уровня воспроизведения китайских рукописей, который был равен «по тщательности и изяществу самым совершенным образцам китайской печати». Клапрот отмечал, что русское издание китайского текста «оставляет далеко позади все, что было издано до сих пор в Европе». Шиллинг был страстным любителем и знатоком восточной культуры.

За свою научную деятельность Шиллинг был избран членом многих научных обществ разных стран: в 1822 году стал членом-корреспондентом французского Азиатского общества, в 1824 году — членом британской Востоковедческой ассоциации и удостоен диплома Британского общества азиатской литературы, а 1828-й год отмечен для Павла Львовича избранием членом-корреспондентом Петербургской академии наук по разряду литературы и древностей Востока.

Командированный в Сибирь в 1830 г., он за два года собрал здесь богатейшую коллекцию монгольских, китайских, маньчжурских, тибетских, японских и индийских рукописей; кроме того, он собрал ценнейшую коллекцию одежды, утвари, орудий и культовых предметов различных азиатских народов. Некоторые исследователи считают, что восточная экспедиция помогла Шиллингу в его главном изобретении…

Яроцкий, А.В. Павел Львович Шиллинг: Изобретатель электромагнитного телеграфа. 1786-1837. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1953.

Инженеры России: информационный портал. Шиллинг Павел Львович. – Режим доступа: http://rus-eng.org/eng/SHilling%20Pavel%20L'vovich.htm

Соболева, Т.А. История шифровального дела в России. – М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2002.

«… Задача, поставленная П. Л. Шиллингом, состояла в том, чтобы создать телеграфный код, который позволил бы осуществлять единовременную передачу каждой буквы при минимальном числе проводов, т. е. при наименьшем количестве рабочих знаков, обозначающих данную букву. И решение этой задачи, определившее успех, было найдено в Китае (!).

Выбор Шиллингом для аппарата именно шести рабочих мультипликаторов и основных линейных проводов не случаен. В 1828 г. он получает чин действительного статского советника и с этого момента становится членом-корреспондентом Петербургской Академии наук по разряду литературы и древностей Востока.

В мае 1830-го П. Л. Шиллинг отправляется по особым поручениям правительства к границам Китая. Помимо поиска редких рукописей исследователь занимается изучением китайского языка, знакомится с бытом и философией этой страны. Его потрясло умение китайских предсказателей угадывать будущее с помощью нехитрой системы из 64 фигур. Каждая такая фигура (гексаграмма) состояла из шести линий двух типов - непрерывной и прерывистой. Сегодня эта система - И-Цзин - широко известна в мире…»

Артеменко, Р. Павел Шиллинг-изобретатель электромагнитного телеграфа// PC Week/RE. – 2002.- № 3. –С.20.

«Создание прибора, с помощью которого можно было бы отправлять и принимать сообщения, было бы невозможно без решения проблемы телеграфного кода. После 1825 г. создание электромагнитного телеграфа было, в общем-то, вопросом времени. Однако профессиональные физики с самого начала столкнулись с неразрешимой для них проблемой. Строить телеграфные линии, где число проводников равнялось, по меньшей мере, числу букв алфавита, было чрезвычайно дорого. А найти иное решение для людей, которые занимались всю свою жизнь больше техническими вопросами, было очень сложно. Целый ряд хороших физиков так и не смогли найти приемлемое решение.

П.Л.Шиллинг в своем рабочем кабинете – «китайской комнате». Гравюра Е.Гейтмана (20-е гг. XIXв.)

Высоков, М.С. П.Л. Шиллинг и первые шаги электросвязи в России// Электросвязь: история и современность. – 2007. - № 4. – С. 14-17. – Режим доступа: http://www.bykhmark.ru/rus/site/telecom/Journal/3/jurn_4_07.pdf

Описание электромагнитного телеграфа П. Л. Шиллинга // Вопросы истории естествознания и техники. - Вып. 1. - М.: Изд-во АН СССР, 1956.

Прообраз будущего электромагнитного телеграфа был изготовлен и испытан П.Л. Шиллингом не позднее 1828 года. Он представлял собой двухпроводный однострелочный (т. е. с одним мультипликатором) телеграф. Аппарат содержал все основные узлы, необходимые для телеграфирования: источник питания – вольтов столб; передатчик, подключавший к каждому из двух линейных проводов то один, то другой полюс батареи; двухпроводную линию; коммутатор, производящий переключение с приема на ожидание передачи; приемник – мультипликатор.

Основной частью приемника являлась так называемая астатическая пара стрелок, предложенная Ампером в 1821г. для устранения влияния земного магнетизма. Две магнитные стрелки укреплялись на общей медной оси и располагались параллельно одна другой, полюса были обращены в противоположные стороны.

Спаренные стрелки подвешивались так, что могли вращаться в горизонтальной плоскости, причем одна располагалась внутри катушки, состоящей из нескольких сот витков изолированного провода, а другая — вне ее. К шелковой нити, на которой подвешивались стрелки, был прикреплен небольшой диск диаметром около 40 мм. Одна его сторона окрашивалась в черную краску, другая — в белую.

В зависимости от направления тока в катушке магнитная стрелка поворачивалась в ту или иную сторону (правую П и левую Л), и телеграфист, принимающий депешу, видел либо черный, либо белый диск.

Если ток в катушку не поступал, то диск был виден ребром. Внизу располагался сосуд с ртутью, гасящий колебания астатических стрелок и приводящий их в первоначальное положение по окончании действия электрического тока.

Для передачи латинского алфавита и цифр Шиллингом был разработан специальный код из комбинаций разного числа (от одного до пяти) последовательных сигналов, посылаемых током разного направления. Однако подобный код оказался чересчур неудобным: для распознавания каждой буквы требовалось запоминание всей комбинации обозначающих ее последовательных символов. Процесс телеграфирования происходил очень медленно.

Решение проблемы принес шестимультипликаторный телеграф в сочетании с более рациональным кодом.

Шарле, Д.Л.. По всему земному шару: Прошлое, настоящее и будущее кабелей связи / Д. Л. Шарле. - М. : Радио и связь, 1985.

Код, разработанный П.Л.Шиллингом для шестистрелочного телеграфа
(положение дисков)

Шиллинг разработал такой телеграфный код, который позволял при передаче единичных сигналов осуществлять прием наибольшего числа букв сообщения при наименьшем числе требуемых для этого линейных проводов и «рабочих знаков», т.е. числе срабатывающих сигнальных дисков, обозначающих данную букву. В разработанном П. Л. Шиллингом телеграфном коде для шестистрелочного электромагнитного аппарата любая буква алфавита обозначалась одним, двумя или максимально тремя рабочими знаками одного цвета (белого или черного). Требуемые для передачи одной буквы или цифры одновременное нажатие на клавиатуре аппарата максимально четырех (включая общую) одноцветных клавишей было вполне приемлемо. Определение принятой буквы или цифры при одновременном появлении на сигнальных дисках приемника не более трех рабочих знаков также не представляло затруднений.

Таким образом, П. Л. Шиллинг нашел решение, позволившее осуществить наиболее быстрое телеграфирование при наименьшем числе необходимых для этого линейных проводов и наиболее простом определении переданной буквы или цифры (комбинация из одного, двух или максимально трех одновременно появляющихся рабочих знаков).

Публичная демонстрация нового телеграфного аппарата состоялась в квартире Шиллинга в Петербурге 9 (21) октября 1832 года. Для демонстрации работы созданного аппарата П. Л. Шиллинг снял на время у владельцев дома, где он жил, весь этаж. Клавиатурный передатчик аппарата был установлен в одном конце этажа, где в небольшом зале собрались приглашенные, а приемник в другом конце этажа, в рабочем кабинете П. Л. Шиллинга. линейные провода имели длину, несколько превышающую 100 м. Телеграмма, состоявшая из десятка слов, на глазах у собравшихся была быстро и без искажений принята. Интерес к изобретению в самых разнообразных кругах pyccкого общества был настолько велик, что демонстрация работы электромагнитного телеграфного аппарата не прекращалась почти до самых рождественских праздников…

Марценицен, С.И. 150 лет отечественному телеграфу/ С. И. Марценицен, В. В. Новиков. - М.: Радио и связь, 1982.

П.Л.Шиллинг создал телеграф, в котором условные сигналы передавались при помощи шести пар магнитных стрелок, вращающихся в горизонтальной плоскости. Магнитные стрелки были спаренными (астатические стрелки). Они были подвешены так, что в каждой паре одна из стрелок вращалась внутри витков, а вторая - над витками проводника, по которому ток подавался для сигнала. Стрелки висели на нитях, в верхней части которых были подвешены диски с белой и черной сторонами у каждого. Все эти вместе взятое представляло собой прибор, получивший название мультипликатора.

Схема первого примененного для практических потребностей электрического телеграфа, изобретенного П. Л. Шиллингом и действовавшего в 1832 году в Петербурге на линии Зимний дворец - министерство путей сообщения

Пропуская ток по проводнику, огибавшему нижнюю стрелку в мультипликаторе, можно было получать отклонения каждой пары астатических стрелок. Вращаясь в горизонтальной плоскости, стрелки приводили в движение вертикальные диски, поворачивавшиеся, в соответствии с сигналами, белой или черной стороной к наблюдателю, принимавшему телеграмму.

На каждой из станций телеграфа аппарат имел по шестнадцати клавишей, соединенных с проводами, шедшими на другую станцию для передачи телеграмм. Для вызова была приспособлена одна из клавишей, соединенная с особым мультипликатором, приводившим з действие механизм со звонком. Нажимая на эту клавишу, производили вызов. Затем действовали остальными клавишами, вызывая повороты дисков в шести мультипликаторах, предназначенных для передачи телеграммы. Условные сочетания черных и белых сторон дисков, обращенных к лицу, принимавшему телеграмму, соответствовали определенным буквам, цифрам и прочим сигналам.

Не ограничиваясь достигнутым успехом первой в мире линии электрического телеграфа, изобретатель усовершенствовал аппарат. Он сумел свести все дело к одному мультипликатору, в котором стрелка на станции приема имела 36 отклонений. Вызывая нужный поворот указателя, передавали соответствующие сигналы. Следить за поворотами одного указателя, поворачивающегося под разными углами и указывающего непосредственно на определенную букву, было просто и удобно. Такой электрический телеграф можно было применять уже в самых широких масштабах.

В мае 1835 г. Шиллинг повез созданные им аппараты из России за рубеж для ознакомления со своим изобретением Западной Европы. 23 сентября того же года он показал свое изобретение на съезде естествоиспытателей в Бонне. Гейдельбергский профессор Мукке опубликовал после этого описание и чертежи приборов Шиллинга. За рубежом убедились в том, что русский изобретатель "должен быть назван тем, кто впервые и с величайшим успехом решил проблему создания электромагнетического телеграфа".

Данилевский, В.В. Русская техника/В.В.Данилевский. – Л.: Ленинградское газетно-журнальное и книжное издательство, 1949.

Начиная с 1811 г. и до конца своей жизни Шиллинг занимался еще одним важнейшим вопросом — созданием линии, практически пригодной для передачи электрических сигналов по полированному проводу (кабелю).

Производя вместе с Земмерингом опыты прокладки изолированного провода в земле и под водой, Шиллинг пришел к мысли о целесообразности пропитки изоляции. Первоначальная конструкция изоляции была такова: обмотка из нескольких слоев шелковой пряжи покрывалась снаружи слоем озокерита. Провода с пропитанной изоляцией, погруженные в воду за сутки до испытания, действовали безотказно.

Вскоре Шиллинг усовершенствовал изоляцию. Вот как он описывал ее: "Проводники состоят из тонких медных проволок, навитые шелком, покрытые каучуком и вплетенные в пеньковые веревки..."

В своем сообщении об изобретении им провода, появившемся в печати в 1827 г., Шиллинг писал, что "... располагает таким проводом длиной 200 футов (60 м) и толщиной в четыре линии, то есть диаметром 8 мм, который был изготовлен в 1813 г. и с которым произведено уже около тысячи опытов. Этот провод пролежал в земле шесть месяцев, в илистом пруду - целое лето и две зимы под снегом и после всего этого сохранил полную пригодность…"

Конструкция проводов была следующая. Токопроводящие медные жилы диаметром 1-2 мм покрывались двойной обмоткой: внутренней из толстой шелковой или хлопчатобумажной нити и внешней из пеньковой пряжи. После наложения первого слоя изоляции провод погружался для ее пропитки в раствор каучука в льняном масле. Просушенный, он покрывался вторым пеньковым слоем и вновь пропитывался тем же раствором. После вторичной пропитки и сушки провод был готов к использованию.

Опыт полевых испытаний подсказал изобретателю мысль о необходимости механической защиты проводов и кабеля. Как мыслил П.Л.Шиллинг бронировать кабель, мы узнаем из письма военного инженера К. А. Шильдера, который писал своему другу в 1833 году: «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. И в этом случае целесообразное приготовление глиняных труб составит существенное условие для удешевления всей работы. Трубы могут быть уложены без всякого затруднения под шоссе, а гальванические проводники сохранились бы в них неповрежденными на неопределенное время. Через мосты они могут быть проводимы по чугунным трубам, устроенным в виде перил».

В 1836 г. под руководством П. Л. Шиллинга была проложена экспериментальная подземная кабельная телеграфная линия между крайними помещениями здания Адмиралтейства в Петербуpre, которая действовала более года. В здании были установлены три телеграфных аппарата (один из них — в кабинете морского министра). Длина линии составила пять вёрст. Часть провода была пропущена через внутренний канал адмиралтейства.

В этом же году Шиллинг предложил линейные провода между телеграфными станциями подвешивать на деревянных опорах.

В мае 1837 г. Шиллинг начал работу над проектом первой подводной телеграфной линии между Петергофом и Кронштадтом.

Яроцкий, А.В. Основные этапы развития телеграфии/А.В.Яроцкий. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963.

Шарле, Д.Л.. По всему земному шару: Прошлое, настоящее и будущее кабелей связи / Д. Л. Шарле. - М. : Радио и связь, 1985.

П.Л.Шиллинг.
Рис. А.С.Пушкина

"Настанет день, и мысль человеческая сможет преодолевать любое пространство с быстротою молнии. В том состоит сокровенная мечта моя..."

П.Л.Шиллинг