«Говорящая молния» или же телеграф

Голландский физик Христиан Гюйгенс, современник Ньютона, однажды сказал: «В природе света остается для исследований значительно более того, чем, думается мне, сделано мною».

Это предвидение полностью оправдалось. «В природе света» ученые нашли столько свойств, ранее неизвестных, что все это трудно было бы вообразить в XVII веке.

Особенно много добавил к знаниям человечества девятнадцатый век, так блистательно начавшийся с замечательных открытий в области оптики и электричества.

Ученым XIX века все же не давала покоя одна нерешенная техническая проблема: несмотря на очевидные успехи науки, еще не было быстрой и надежной связи между людьми, живущими в разных городах и странах. Иногда можно спокойно дожидаться новостей, неторопливо путешествуя в почтовой карете, но бывают обстоятельства, например во время войны, когда связь должна быть молниеносной, ведь во время боевых действий, как известно, «промедление смерти подобно».

Первые попытки построить линии дальней связи были фактически подражанием нашим далеким предкам, разводившим костры на вершинах гор, чтобы сообщить о грозящей опасности своим соплеменникам. Во времена Великой французской революции между Парижем и Лиллем на расстоянии 225 километров был построен ряд сигнальных башен. Из нескольких деревянных брусьев, соединенных веревками, на крышах башен выкладывались слова военных сообщений, хорошо заметные в бинокль с соседней башни. 15 августа 1794 года по этой линии было за час передано сообщение о важной победе революционных войск!

Физики не могли придумать в те годы лучшего способа связи, и сигнальные башни стали строиться в разных странах. Самая длинная линия такого «оптического» телеграфа (протяженностью 1200 километров!) была построена в 1839 году между Петербургом и Варшавой.

Изобретение телеграфа

Открытия Гальвани, Вольты, Ампера, Фарадея направили мысль изобретателей и ученых по новому пути: надо заставить электрический ток передавать необходимые сигналы, переносить слова срочных сообщений на большие расстояния.

Почти во всех университетах и лабораториях мира конструировались огромные вольтовы столбы, состоявшие из многих последовательно соединенных электрохимических батарей. Получаемое электрическое напряжение зависело от числа батарей в столбе.

Еще в самом начале XIX века в Испании и Германии были созданы модели электрохимической связи: из одной комнаты (от установленного там вольтова столба) в другую тянулись два провода, опущенные в стакан с водой. Когда электрическая цепь в соседней комнате замыкалась, в стакане происходило разложение воды на кислород и водород. Стайка весело поднимавшихся в воде пузырьков газа сигнализировала: ток идет!

Рождались проекты электрохимического телеграфа: от источника тока протягивалась толстая связка проводов к целому семейству стаканов с водой — по одному стакану на каждую букву алфавита. Но конечно, практического воплощения эти проекты не нашли: слишком много требовалось проводов, пузырьков и стаканов…

Среди изобретателей новых способов связи история науки выделяет одно имя особенным шрифтом: МОРЗЕ. И делает это вполне заслуженно.

В 1832 году на палубе корабля «Сэлли», возвращаясь из Франции домой, американский художник Самюэл Морзе, находясь под явным влиянием только что опубликованной книги Фарадея и непрерывных разговоров о явлениях электромагнетизма, которые велись пассажирами корабля, внезапно представил себе новую конструкцию телеграфа! Морзе был так уверен в ее технической осуществимости, что подошел к капитану корабля и сказал: «Если вы услышите когда-нибудь о магнитном телеграфе, знайте, что он изобретен на вашем корабле».

Во время месячного плавания Морзе сделал несколько чертежей телеграфа и после возвращения попытался изготовить действующую конструкцию устройства. Ничего не получилось…

Прошло три года. В 1835 году Морзе занял место профессора живописи и рисования в Нью-Йоркском университете. Советы коллег-профессоров с химического факультета помогли ему,наконец, в 1836 году довести идею телеграфа до работающей модели.

Длинный путь развития прошло человечество, и вместе с ним — средства связи.

Приемная и передающая станции в модели Морзе были соединены электрической цепью постоянного тока. На приемной станции часть этой цепи являлась обмоткой электромагнита. Когда по цепи шел ток, якорь-сердечник электромагнита втягивался внутрь. На передающей станции телеграфист с помощью ключа с рукояткой мог периодически замыкать и размыкать цепь. На приемной станции простой пружинный механизм протягивал бумажную ленту мимо пишущего шрифта, в момент замыкания цепи электромагнит прижимал якорь к бумаге. После кратковременного прикосновения к ключу на бумажной ленте оставалась точка, после более длительного нажатия на ключ — прочерчивалось тире.

Видимо, способности художника, особое графическое видение предметов помогли Морзе создать сохранившую свое значение до наших дней азбуку Морзе, в которой каждая буква алфавита зашифрована особым сочетанием точек и тире.

Большую помощь Морзе в дальнейшем улучшении телеграфа оказал американский ученый Джозеф Генри, советник президента Линкольна по вопросам науки, бескорыстный учитель молодых исследователей.

Телеграфные провода, подвешенные на столбах, простирались теперь на многие километры. Телеграф получил образное название «говорящая молния». К 1848 году жители самых глухих американских сел читали сообщения о войне в Мексике, переданные по «говорящей молнии».

Последователям Морзе удалось изобрести телеграф, в котором вместо точек и тире печатались сразу буквы.

Телеграф завоевывал все больше сторонников. На железных дорогах его стали применять для сигнализации, связи и автоматической остановки поездов. В Петербурге уже в 1841 году телеграфная линия соединила Зимний дворец с Генеральным штабом…

Вскоре возникла идея прокладки по дну Атлантического океана толстого изолированного кабеля между Европой и Америкой. Идею удалось осуществить. Известия о наиболее значительных событиях, переданные по кабелю с помощью телеграфа, быстро становились достоянием огромного числа людей на обоих континентах.

Наступление эры технических чудес только начиналось, и многим современникам Морзе не был понятен физический смысл процессов, происходящих при передаче сообщений с помощью электрического тока, и явления электромагнитной индукции. Недаром до нас дошел с тех времен рассказ о даме, которая, внимательно выслушав лекцию об устройстве телеграфа и конструкции трансатлантического кабеля, сказала: «Я все поняла, кроме того, почему же телеграмма все же приходит к нам не мокрая, а сухая?»

Источник: Марк Колтун “Мир физики“.