На пути к телеграфу
К середине XVIII столетия электротехники имели: источник
электричества — электростатическую машину; аккумулятор зарядов — лейденскую
банку (простейший конденсатор); чрезвычайно простой, но чувствительный приемник
— бузиновые шарики, а также представление о том, что электрические заряды
способны “течь” по проволоке [1, 2]. И вскоре стали появляться первые идеи,
касающиеся электрической связи.
Первым, кто посчитал
возможной передачу электрических зарядов на большие расстояния, был профессор
филологии Лейпцигского университета Иоганн Генрих Винклер (1703—1770). (Тогда
еще не существовало узкой специализации, а электротехника быстро входила в
моду.) В 1744 году он писал, что “с помощью изолированного подвешенного провода
возможна передача электричества на ‘край света’” [1]. Наверное, это было первое
упоминание о линии как части электротехнической системы, первое признание ее
необходимости и первое упоминание об изолированном проводнике (причем ни о
материале проводника, ни о материале изоляции ничего не
говорилось).
Еще Винклер усовершенствовал электрическую
машину (вместо того чтобы натирать стеклянные шары, цилиндры или диски руками,
он применил для этой цели подушечки из шелка и кожи, наполненные конским
волосом, которые прижимались к стеклянной поверхности пружинами) и показал, что
земля проводит электричество, а вода — хороший проводник. Кроме того, он
усовершенствовал лейденскую банку (простейший конденсатор), выполнил с ней ряд
экспериментов и первый [наряду с Бенджамином Франклином (1706—1790)] осуществил
параллельное соединение лейденских банок в батарею, в частности, создал батарею
из трех банок [1, 3].
Одним из первых описал возможную
систему электрической связи швейцарский физик Жорж Луи Лессаж (1724—1803), а
первым стал говорить о технологии изготовления изолированных проводов
итальянский ученый Тиберио Кавалло (1749 — 1809), живший в Англии. Он предлагал
натянутую отожженую медную или латунную проволоку нагревать пламенем свечи или
куском раскаленного железа, покрывать смолой и обматывать полотняной лентой,
тоже равномерно покрытой смолой. Изолированную таким способом проволоку Кавалло
советовал дополнительно защищать чехлом из шерсти. Провод предлагалось
изготовлять в виде отрезков длиной от 6 до 9 м, а места соединений отрезков
между собой — тщательно обматывать промасленным шелком.
Конечно, далеко не все тогда верили в возможности практического телеграфирования
посредством электричества. К примеру, в 1794 году один видный немецкий профессор
писал [1]: “Чудовищная стоимость и другие препятствия никогда не позволят
серьезно рекомендовать применение электрического
телеграфа”.
В 1795 году испанский врач Франсиско Сальва
(1751—1828) сообщил о своей системе электростатического телеграфа. Сальва, как и
некоторые исследователи до него, предлагал использовать для каждой буквы
алфавита отдельные проволоки, но далее он делал огромный шаг вперед: “Все-таки
нет необходимости поддерживать проволоки удаленными друг от друга, они могут
быть скручены в кабель и подвешены на большой высоте. Во время моих первых
опытов с кабелями этого вида каждая проволока обматывалась пропитанной смолой
бумагой. Затем все проволоки скручивались и обматывались многими слоями бумаги.
Таким образом предотвращалась утечка электричества”. Сальва первый применительно
к электротехнике употребил термин кабель; предложил его первую конструкцию
(разумеется, значительно отличающуюся от современной); более чем на 80 лет
предвосхитил применение пропитанной бумажной изоляции; первый предложил не
располагать изолированные жилы параллельно, а скручивать их вместе. Весьма
интересно и следующее его соображение: “Можно так изготовить, а именно
изолировать кабель, что он будет непроницаем для воды. Такие кабели можно будет
прокладывать на дне морей, и в них редко будут возникать повреждения” (здесь
надо учесть, что Сальва еще не знал материала, с чьей помощью несколько
десятилетий спустя будут изолировать сотни тысяч километров подводных
телеграфных кабелей).
В 1796 году по проекту Сальвы
соорудили линию связи между Мадридом и Аранхуэсом (в которой использовались, по
всей видимости, неизолированные воздушные провода). Имеются сведения, что через
два года там же построили вторую линию специально для королевской семьи. Это
были первые в мире действующие воздушные линии связи.
Следующий шаг на пути развития линий связи сделали лишь около двадцати лет
спустя. В 1816 году лондонский купец Фрэнсис Рональдс (1788—1873) начал
проводить опыты в своем саду, располагавшемся в пригороде Лондона (пробуя
использовать и воздушную, и подземную линии передачи), и спустя какое-то время
опубликовал брошюру, где сообщил об их результатах.
Позже
заслуги Рональдса особо отметил изобретатель телеграфа русский ученый Павел
Львович Шиллинг (1786—1837) в докладной записке, представленной им в “Комитет,
высочайше утвержденный для рассмотрения электромагнетического телеграфа”.
Литература
1. Шарле Д.Л. По всему земному шару: Прошлое,
настоящее и будущее кабелей связи. М.: Радио и связь,
1985.
2. Карцев В.Л. Приключения великих уравнений.
3-е изд. М.: Знание, 1986.
3. Храмов Ю.А. Физики.
Биографический справочник. 2-е изд. М.: Наука, Гл. редакция
физико-математической литературы, 1983.