сегодня9декабря2016
Ptiburdukov.RU

   История подобна гвоздю, на который можно повесить всё, что угодно.


 
Главная
Поиск по сайту
Контакты

Литературно-исторические заметки юного техника

Хомяк Птибурдукова-внука

16 апреля 1786 года (230 лет назад) родился П.Л. Шиллинг



П.Л. Шиллинг
Гравюра Егора Гейтмана, 1820-е годы

Барон Пауль (Павел Львович) Шиллинг фон Канштадт родился 5 апреля (16 апреля по новому стилю) 1786 года в Ревеле (Таллине) в семье офицера русской армии. Первые одиннадцать лет своей жизни он провел в Казани, где отец командовал 23-м Низовским пехотным полком. После смерти отца Павел Львович поступает в кадетский корпус, который и заканчивает в 1802 году.

Несмотря на многообещающее назначение в Генеральный штаб, всего лишь после года службы 17-летний Павел оставляет армию и отправляется служить в чине губернского секретаря в русское посольство в Мюнхене. Юный дипломат не был перегружен рутинной работой; однако свободное время употреблялось им для не совсем обычного в этом возрасте занятия. Званым обедам и обществу мюнхенских барышень Павел предпочитает так называемый «Museum», служивший научным клубом для исследователей самых различных направлений. Общение с ними заменило Шиллингу университеты и многое дало для формирования его как ученого. Именно в Мюнхене Шиллинг впервые задумывается о передаче сообщений с помощью электричества, участвуя в опытах анатома Земмеринга с электролитическим телеграфом.

Первые самостоятельные исследования Шиллинг проводит в самой передовой области тогдашней прикладной физики — электротехнике, изучая природу «электрогальванизма» и возможности его практического использования. Два года работы над совершенствованием химических источников тока и изоляции проводников — и первое серьезное изобретение. Шиллинг первым предлагает применять для дистанционного взрывания мин электрический ток, получаемый от вольтова столба. Этот способ был куда надежнее применявшихся в ту пору начиненных порохом холщовых рукавов. Система Шиллинга действовала на расстоянии до пятисот метров, причем надежно изолированный провод мог быть уложен, по мнению изобретателя, и под водой. Мюнхенский профессор Земмеринг, внимательно следивший за успехами молодого ученого-любителя, записывает в своем дневнике в мае 1812 года: «Шиллинг радуется, как ребенок, своему электрическому проводнику».

До конца 1812 года Шиллингу представился случай продемонстрировать и другое свое открытие — несколько модернизированный им телеграф Земмеринга.

Новый, 1813 год Павел Львович встречал уже в армии, в рядах 3-го Сумского гусарского полка. Он проявляет недюжинное мужество в боях, отмеченное орденами и именной саблей «За храбрость».

В 1814 году в составе русских войск он вступает в Париж. Но Париж для Шиллинга - не столько столица поверженного Наполеона, сколько крупнейший научный центр. Полугодовое ожидание демобилизации во французской столице Шиллинг использует для сближения с такими естествоиспытателями, как Д. Араго и А. Ампер. Недолгое пребывание в Париже дает толчок и другому сохранившемуся на всю жизнь увлечению — завязавшаяся дружба с некоторыми учеными-ориенталистами пробуждает в Шиллинге интерес к изучению Востока и восточных языков.

Последующее десятилетие почти целиком посвящено востоковедческим исследованиям, работе как в России, так и в среде французских, итальянских, британских ориенталистов. Результат — широкое признание: Шиллинга избирают членом-корреспондентом национальной корпорации французских востоковедов, членом Британского общества азиатской литературы. А в 1828 году — членом-корреспондентом Петербургской академии наук. К этому времени он — общепризнанный в России авторитет в изучении письменных памятников восточной литературы, обладатель большой коллекции собранных им редких тибетских, монгольских, китайских, японских сочинений.

Кроме того, в 1814-15 годах Шиллинг находит для себя необычное занятие — начинает готовить открытие в Петербурге литографии — нового в тогдашней России производства для размножения топографических карт и других военных документов.

Организованная Шиллингом по приезде в Петербург осенью 1816 года гражданская литография при МИДе быстро сделалась образцовым заведением и привлекла большое внимание в кругу образованного петербургского общества. Здесь он воспроизвел китайские тексты «Тресловия», переведенные Н. Я. Бичуриным.

Первым литературным произведением, литографированным Шиллингом, была поэма «Опасный сосед» Василия Львовича Пушкина — дяди великого поэта. Вскоре Шиллинг знакомится и с самим Александром Сергеевичем. Первое достоверное известие об их встрече относится к осени 1818 года, когда оба они в компании общих друзей, среди которых был Жуковский, Гнедич, Лунин, присутствуют на проводах Батюшкова в Италию. За первой встречей следуют другие, отношения крепнут, но в начале 20-х годов знакомство прерывается: пока Пушкин находится в ссылке на юге, Шиллинг много странствует за границей, с увлечением отдаваясь востоковедческим изысканиям. В конце десятилетия этому знакомству предстоит возобновиться и перерасти затем в дружбу.

Между тем увлекающаяся натура Шиллинга не позволяет ему надолго замыкаться в какой-либо одной области. И вот, в перерыве между изучением древних буддистских рукописей, исследователь начинает обдумывать проблему, в первых неуклюжих попытках разрешить которую он участвовал еще полтора десятка лет назад в Мюнхене. За это время электротехника ушла далеко вперед — уже издана была книга В.В. Петрова о гальванизме — расширился и научный кругозор самого Шиллинга. Во всяком случае, к 1825 году (так, по крайней мере, считает английский историк техники связи Джон Фейай) у него складывается вполне законченное представление о принципах действия и необходимых компонентах электромагнитного телеграфа.

Теперь перед Шиллингом стоят в основном практические задачи: выработка оптимальной конструкции аппарата, разработка устройства и метода прокладки телеграфных линий и прочие крупные и мелкие вопросы; сложности их преодоления прекрасно известны и нынешним изобретателям, однако без их решения изобретение не может быть внедрено в жизнь.

С отработкой элементов Шиллингу, впрочем, повезло. Начавшаяся в 1828 году война с Турцией ставит перед командованием русской армии задачу скорейшего взятия ряда мощно укрепленных турецких крепостей. Шумные опыты Шиллинга со взрывами электрических мин на Неве и в пригородах столицы запомнились петербургским генералам, и внезапно ученый получает для своих электротехнических опытов широкую государственную поддержку. Выделены немалые средства из казны, под началом у Шиллинга находится саперная команда с несколькими офицерами во главе, предоставлено на выбор несколько полигонов. Заказы на детали, проволоку, составные части элементов питания, — все это немедленно передается на Ижорский и Александровский заводы, а в случае необходимости — отсылается в Англию.

Война, правда, на следующий год заканчивается победой русского оружия без помощи мины Шиллинга. Против использования её еще в войне с Наполеоном восстал сам император. Но полевые испытания мин продолжаются, а генерал Шильдер, не успевший использовать «суперсовременное» оружие под Силистрией, выбирает его в качестве основного средства нападения для своего проекта подводной лодки. (Предполагалось, что эта подводная лодка будет скрытно вонзать в днище корабля противника гарпун с прикрепленной к нему миной и, отойдя на безопасное расстояние, взрывать её через отмотанный под водой провод.)

Первый телеграфный аппарат Шиллинга начинает работать уже в 1828 году, но до публичной демонстрации дело не доходит. Увлечение востоковедением, совмещенное на этот раз со служебной необходимостью, заставляет его вновь изменить планы: с 1829 по 1831 год Шиллинг активно участвует в экспедиции в Восточную Сибирь для «обследования положения местного населения и состояния торговли у северных и западных границ Китая». Член-корреспондент Академии наук П.Л. Шиллинг возвращается в Петербург только весной 1832 года.

В основу своего телеграфа Шиллинг вслед за Ампером и Фехнером положил «стрелочную» индикацию передаваемых символов. К 1832 г. принципы стрелочной индикации магнитного поля были уже разработаны весьма тщательно. Еще в 1821 г. Андре Ампер предложил удивительно элегантную астатическую стрелку, состоящую из двух соосно закреплённых магнитных стрелок, ориентированных в противоположных направлениях. Такая стрелка полностью нечувствительна к магнитному полю Земли. Если разместить одну из стрелок астатической пары внутри витков катушки, а другую — над ними, то стрелки отклонятся только под действием магнитного поля катушки (направленного в зонах их размещения в противоположные стороны).

Немецким ученым И. Швейггером был изобретен прибор, усиливающий отклонение стрелки и получивший название мультипликатора (умножителя). Он представлял собой рамку, состоящую из нескольких витков проволоки, внутри которой помещалась магнитная стрелка. Опыты показали, что увеличение числа витков катушки усиливает действие тока на стрелку. В 1825 г. итальянский физик Л. Нобили скомбинировал астатическую пару А. Ампера с мультипликатором И. Швейггера и тем самым повысил чувствительность прибора. Все эти технические решения в какой-то мере повлияли на конструкцию телеграфа Шиллинга, не лишив его, тем не менее, оригинальности.

В основной конструкции телеграфа Шиллинга было шесть мультипликаторов. Седьмой мультипликатор служил для приведения в действие вызывного звонка с часовым механизмом. В этой конструкции передатчик был выполнен уже в форме клавишного манипулятора, состоящего из восьми клавиш (4 белые и 4 черные). Линия передачи имела восемь проводов. Шесть пар клавиш были связаны проводами с соответствующими шестью мультипликаторами, одна пара — с вызывным устройством. Имелась еще одна «общая пара» клавиш для переключения полярности гальванической батареи.

Работа телеграфа Шиллинга проходила следующим образом. Если нужно было передать сигнал «белое», оператор нажимал белую клавишу, соединенную с соответствующим мультипликатором. При этом следовало также нажать белую клавишу «общей пары». Соответственно при нажатии черной клавиши (и такой же в «общей паре») передавался сигнал «черное». Ненажатые клавиши соответствовали положению «нейтральное».

Однако Шиллинг не просто привесил черно-белый диск к стрелкам для облегчения визуальной индикации — он впервые в мире применил для передачи информации бинарный код:

Каждый из шести индикаторов мог принимать одно из двух рабочих положений; сочетание этих положений позволяло передать 2 в 6-й степени кодовых единиц, т.е. 64 единицы, что с избытком хватало для обозначения всех букв алфавита, цифр и специальных знаков.

Первая публичная демонстрация электромагнитного телеграфа Шиллинга была проведена осенью 1832 г. в его квартире на Царицыном лугу (ныне Марсово поле, дом 7). Присутствовавший на одной из первых демонстраций телеграфа видный ученый Б.С. Якоби, сам вскоре прославившийся работами в области электромагнетизма, так оценил вклад П. Л. Шиллинга: «Шиллинг имел то особое преимущество, что по своему служебному положению он был хорошо осведомлен о потребностях страны в средствах связи. Удовлетворение этих потребностей и составило задачу, которую он стремился разрешить на протяжении всей своей жизни, с одной стороны, привлекая на помощь успехи естествознания, с другой стороны, направляя свой исключительно острый ум на создание и составление простейшего кода. В последнем деле ему послужило значительным подспорьем специальное знание восточных языков. Два совершенно различных направления знаний – естественные науки и востоковедение – слились вместе, чтобы помочь возникновению телеграфа...»

Описанный выше аппарат барона П. Л. Шиллинга «о шести индикаторах и восьми проводах» позволил технике телеграфирования сделать огромный скачок — от нескольких десятков пар проводов, несущих информацию, всего к шести. Дата 21 октября 1832 года и вошла в историю техники как день рождения первой практической конструкции электромагнитного телеграфа, а сама конструкция навеки прославила изобретателя.

А ведь для Шиллинга это был сознательный шаг назад. Еще в 1825 году им была разработана система с одним индикатором и, самое главное, одной (!) парой проводов. Бинарный код Шиллингом к тому времени уже был изобретен, и в своей первой конструкции автор решил осуществлять передачу кодовых символов последовательно. Значит, для распознавания каждой буквы или цифры требовалось прочтение кодовой последовательности из 5-6 черных и белых бинарных символов. На сегодняшний взгляд — несложная задача, выигрыш же в количестве проводников, в упрощении прокладки самой линии — огромен. Путь к практическому использованию телеграфа был открыт. Но автор долго воздерживался от публичной демонстрации этой конструкции. Почему?

Дело в том, что у предшественников Шиллинга определение передаваемой буквы было предельно простой задачей: она считывалась непосредственно с прибора. Появление пузырька в электролите, движение стрелки в соответствующем индикаторе четко указывали на передаваемую букву. Своеобразный стереотип в пусть небольшой еще компании тогдашних телеграфистов уже сложился: распознавание буквы должно быть мгновенным и простым. В системе же Шиллинга оператору приемной станции требовалось сначала зарегистрировать (записать или запомнить) шестисимвольную кодовую посылку, а затем расшифровать ее. При весьма критическом анализе своей первой системы П.Л. Шиллинг предположил, что сложность запоминания посылки перекроет многочисленные достоинства данной системы. И в угоду стереотипу он делает шаг назад: усложняет свой телеграф, доводя число мультипликаторов и сигнальных проводов до шести. К сожалению, именно этот, более громоздкий, «ушестеренный» вариант телеграфной системы и стал для истории техники «первым практическим электромагнитным телеграфом П.Л. Шиллинга», послужил отправной точкой для последующих усовершенствований телеграфа.

Не один еще изобретатель после Шиллинга прославился, уменьшая число линейных проводов до двух, на том пути, на котором сам барон добровольно сделал шаг назад. Ведь остановись он на одноиндикаторном варианте системы с последовательной передачей символов, от аппарата Морзе его отделял бы лишь один шаг – решение вопроса о графической регистрации сигналов.

На изобретение, получившее высокую оценку русских естествоиспытателей, обращает внимание и правительство. Первая линия соединяет Зимний дворец и Министерство путей сообщения. Вторая, в которой используется восьмижильный кабель, прокладывается длиною в пять верст и соединяет крайние помещения Адмиралтейства, пройдя по окрестным улицам и, частично, по дну канала. При испытаниях Шиллинг использует одномультипликаторный аппарат и, соединив две пары проводов в конце кабеля, увеличивает реальную длину линии до 10 верст.

В мае 1837 года Николай I организует особую комиссию для строительства телеграфной линии между Петергофом и Кронштадтом. В письме к возглавившему ее морскому министру князю А.С. Меньшикову Шиллинг, дав подробное описание конструкции своего телеграфа и перспектив его применения, замечает: «Описав мой телеграф, остается мне поставить на вид некоторые преимущества оного перед ныне употребляемыми: 1) что быстрота его несравненно больше; 2) что он действует в дождливые и туманные погоды; 3) что он во время действия не возбуждает внимания публики; 4) что он не требует постройки особых высоких башен и содержится весьма малым числом людей; и, наконец, 5) что первоначальное заведение оного стоит меньше, чем в обыкновенных телеграфах».

Изобретатель предлагал отказаться от подземных проводов и поместить их над землей на шестах. Члены комиссии буквально его осмеяли. В 1857 году Б. С. Якоби в докладе Петербургской академии наук писал: «Это благоразумное предложение было встречено членами комиссии недоброжелательными и насмешливыми возгласами. Позднее один из членов комиссии сказал ему в моем присутствии: «Любезный друг мой, ваше предложение — безумие, ваши воздушные проволоки поистине смешны».

К сожалению, приступить к строительству линии Петергоф – Кронштадт Шиллинг не успел. Неожиданная смерть 6 августа 1837 года оборвала его планы.


Идея, дизайн и движок сайта: Вадим Третьяков
Исторический консультант и литературный редактор: Елена Широкова