Από την αρχαιότητα, οι άνθρωποι χρειαζόταν να διατηρούν επαφή μεταξύ τους. Οι πρώτοι κυνηγοί άρχισαν να χρησιμοποιούν κέρατα ζώων και θαλάσσια κοχύλια για να μεταδίδουν σήματα. Αντικαταστάθηκαν από συσκευές ήχου όπως τύμπανα, και στο μέλλον, η ανθρωπότητα άρχισε να χρησιμοποιεί δάδες και φωτιές. Ένα από τα πρώτα τεχνικά μέσα μπορεί να ονομαστεί ένα ρολόι νερού, η λεγόμενη κλεψύδρα. Πρόκειται για δοχεία επικοινωνίας που είχαν σημάνσεις με ονόματα ομάδων. Η επικοινωνία σε αυτή την περίπτωση πραγματοποιήθηκε με βάση την αρχή της σύγχρονης ορατότητας των εντολών. Για πολύ καιρό, οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν μηνύματα αλληλογραφίας που ήταν παραδοσιακά εκείνη την εποχή. Η εξέλιξη ξέσπασε στον κόσμο των επικοινωνιών τον 17ο αιώνα. Τότε ήταν που η κοινωνία άρχισε να σκέφτεται τρόπους επιτάχυνσης της υποβολής μηνυμάτων και την εφεύρεση μέσων επικοινωνίας. Θα μάθετε την ιστορία, την αρχή της λειτουργίας και άλλα ενδιαφέροντα στοιχεία για τον τηλέγραφο κατά τη διαδικασία ανάγνωσης του άρθρου.
Οι πρώτες εξελίξεις του Robert Hooke
Οπτικός τηλέγραφος - μια μέθοδος μετάδοσης πληροφοριών χρησιμοποιώντας ένα σύστημα μηχανισμών που έχουναρθρωτά στοιχεία ορατά σε μεγάλες αποστάσεις. Η αγγλική ναυτική σηματοδότηση με σημαίες, που υπήρχε στον στόλο του Βασιλιά Ιακώβου Β', είναι το πρωτότυπο αυτής της εφεύρεσης. Το «πρώτο σημάδι» της τεχνικής προόδου στον τομέα της μετάδοσης δεδομένων γεννήθηκε από τον Άγγλο εφευρέτη Robert Hooke. Το 1684 οργάνωσε μια επίδειξη του σχεδίου του στη Βασιλική Εταιρεία. Μετά από αυτό το γεγονός, μια δημοσίευση εμφανίστηκε στο Proceedings of the English Royal Society που περιγράφει την αρχή λειτουργίας του οπτικού τηλέγραφου του Χουκ. Η εφεύρεση αυτή χρησιμοποιήθηκε με επιτυχία από τους ναυτικούς και χρησιμοποιήθηκε στο Ναυτικό μέχρι τα τέλη του 18ου αιώνα. Σύντομα, το 1702, ο Amonton στη γαλλική αυλή κανόνισε μια παρουσίαση του οπτικού του τηλέγραφου με κινητούς μοχλούς.
Η μηχανή θαύματος του Ivan Kulibin
Ρώσοι ερευνητές κατά τη διάρκεια της βασιλείας της Αικατερίνης Β' πραγματοποίησαν επίσης εργασίες για τη βελτίωση των μεθόδων μετάδοσης πληροφοριών. Το 1794, ο φυσιοδίφης Kulibin Ivan Petrovich σχεδίασε τη «μηχανή προειδοποίησης μεγάλης εμβέλειας». Η εφεύρεση αποτελούνταν δομικά από τρεις ξύλινες σανίδες ελεύθερα στερεωμένες στον άξονα, οι οποίες, μέσω των μπλοκ και των σχοινιών, μπορούσαν να τοποθετηθούν σε διάφορες θέσεις μεταξύ τους. Στη συσκευή τοποθετήθηκαν καθρέφτες και ένα φανάρι που εφευρέθηκε από τον Kulibin Ivan Petrovich με αντανακλαστικούς καθρέφτες. Η αρχή λειτουργίας αυτού του τηλέγραφου δεν ήταν πολύ διαφορετική από τη συσκευή Chappe. Όμως, σε αντίθεση με τον Γάλλο ομόλογό του, ο Ρώσος επιστήμονας βρήκε το δικό του πρωτότυπο σύστημα κρυπτογράφησηςμεμονωμένες συλλαβές, όχι λέξεις. Αυτό το μηχάνημα μπορούσε να λειτουργήσει σε διαφορετικές ώρες της ημέρας και σε ελαφριά ομίχλη. Αυτή η εφεύρεση είχε αναμφίβολα αποτέλεσμα, αλλά η Ρωσική Ακαδημία Επιστημών δεν έκρινε απαραίτητο να διαθέσει κεφάλαια για την κατασκευή μιας τηλεγραφικής γραμμής. Το τηλεγραφικό μοντέλο του Ivan Petrovich Kulibin στάλθηκε απλώς ως έκθεμα στην Kunstkamera.
Γέννηση του τηλέγραφου
Η παλιά ιδέα της ανθρωπότητας για έναν νέο τύπο επικοινωνίας, η αναφορά του οποίου χρονολογείται από την αρχαιότητα, μπόρεσε να ζωντανέψει τους αδελφούς Schapp. Για πολύ καιρό, ο Γάλλος Claude Chappe εργάστηκε για τη βελτίωση της κλεψύδρας. Αν και ορισμένα από τα πειράματά του ήταν επιτυχημένα, τελικά ο εφευρέτης εγκατέλειψε αυτές τις μελέτες. Το 1789, στη Γαλλία, ο Chappe έδειξε σε δράση μια συσκευή που φέρει σήμα, την οποία ονόμασε σηματοφόρο. Η μετάδοση του σήματος πραγματοποιήθηκε σε απόσταση 15 χλμ. Αυτό δεν είχε την δέουσα επιτυχία, αλλά ο επιστήμονας δεν σταμάτησε την ανάπτυξή του. Χάρη στη συνεχή υποστήριξη του αδελφού του Ιγνάτιου, ο Claude Chappe πραγματοποιεί μια σειρά από τροποποιήσεις της εφεύρεσής του. Ήδη το 1794 δημιούργησε μια πραγματική συσκευή μεγάλης εμβέλειας. Στα έργα του οφείλουμε την εμφάνιση στην καθημερινή ζωή των όρων που ορίζουν τα μέσα επικοινωνίας, τη νέα έννοια του «τηλεγράφου». Η εφεύρεσή του έγινε η βάση του πρώτου αποτελεσματικού συστήματος μετάδοσης πληροφοριών της εποχής της βιομηχανικής προόδου.
Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας
Όπως ο οπτικός τηλέγραφος του Hooke, έτσι και ο αναβαθμισμένος σχεδιασμός των αδελφών Chappe ήταν εξοπλισμένος με ένα σύστημα αρθρωτών εγκάρσιων ράβδων τοποθετημένων σε έναν ιστό. Κινητός ρυθμιστής και άκρατα φτερά θα μπορούσαν να αλλάξουν τις θέσεις τους λόγω της εργασίας των ιμάντων κίνησης και των τροχαλιών, δημιουργώντας έτσι κωδικούς. Το μήκος του φτερού ήταν 3 - 30 πόδια, η κίνησή τους γινόταν από δύο λαβές. Ολόκληρος ο μηχανισμός του σηματοφόρου τοποθετήθηκε σε μια κατασκευή που μοιάζει με πύργο, η οποία βρισκόταν στο πεδίο της οπτικής γραμμής όρασης. Η εργασία του οπτικού τηλέγραφου ήταν η εξής. Ο υπάλληλος που εξυπηρετούσε τον σηματοφόρο παρακολούθησε τον κοντινό σταθμό και αντιτύπωσε τις πινακίδες-σήματα που μετέδωσε ο γείτονας. Έτσι, από κτίριο σε κτίριο, τα μηνύματα μεταδίδονταν κατά μήκος της γραμμής. Ο Claude Chapp δημιούργησε ένα μοναδικό σύστημα κρυπτογραφημένων σχημάτων κωδικών, αριθμώντας 196 ψηφία, στην πράξη χρησιμοποιήθηκαν μόνο 98. Οι εφευρέτες ήθελαν να εξοπλίσουν τα στοιχεία της κονσόλας με λάμπες για τη χρήση του συστήματος τη νύχτα, αλλά σύντομα αναγνώρισαν την ιδέα ως ανεπιτυχή.
Πρώτη γραμμή τηλεγράφου
Όντας πατριώτες της χώρας τους, οι Γάλλοι εκτίμησαν αμέσως όλα τα πλεονεκτήματα της νέας εφεύρεσης και την υιοθέτησαν. Η Γαλλική Εθνοσυνέλευση, αφού παρείχε στους επιστήμονες περιγραφή της αρχής λειτουργίας του οπτικού της τηλέγραφου, εξέδωσε διάταγμα για την κατασκευή της πρώτης γραμμής σηματοφόρου. Το 1794 κατασκευάστηκε μια τηλεγραφική γραμμή Παρισιού - Λιλ μήκους 225 χιλιομέτρων. Χάρη στον τηλέγραφο Chappe, την 1η Σεπτεμβρίου 1794, ελήφθη η πρώτη αποστολή στον κόσμο. Ανέφερε ότι ο γαλλικός στρατός είχε νικήσει τους Αυστριακούς. Αυτό κράτησε μόνο 10 λεπτά. Ο στρατός του Ναπολέοντα χρησιμοποίησε ευρέως δίκτυα γραμμών σηματοφόρου για να συντονίσει την κίνηση των στρατιωτικών μονάδων και να μεταδώσειπαραγγελίες εντολών μεγάλων αποστάσεων.
Ταξιδέψτε στον κόσμο
Ο σηματοφόρος των αδερφών Chapp είχε ένα μειονέκτημα: εξαρτιόταν από τον καιρό. Τη νύχτα και με κακή ορατότητα, χρειάστηκε να ανασταλεί η εργασία του. Όμως, παρόλα αυτά, η γαλλική εφεύρεση γρήγορα ερωτεύτηκε τους ανθρώπους και ριζώθηκε σε πολλές χώρες της Ευρώπης, της Ασίας και της Αμερικής. Η πρώτη γραμμή τηλεγράφου άνοιξε το 1778. Συνέδεε τις πόλεις Παρίσι, Στρασβούργο και Βρέστη. Ήδη το 1795 θα ξεκινήσει η κατασκευή οπτικών τηλεγραφικών δικτύων στην Ισπανία και την Ιταλία. Η Αγγλία, η Σουηδία, η Ινδία, η Αίγυπτος και η Πρωσία έχουν επίσης γραμμές σηματοφόρου.
Ηλιακός Τηλέγραφος
Εδώ είναι απαραίτητο να θυμηθούμε μια ακόμη εφεύρεση. Ο Claude Schaff δημιούργησε τον ηλιογράφο το 1778. Αυτός ο καθρέφτης τηλέγραφος σχεδιάστηκε από τον ίδιο για να μεταδίδει μηνύματα μεταξύ των παρατηρητηρίων του Γκρίνουιτς και του Παρισιού. Οι πληροφορίες μεταδίδονταν από τις κλίσεις των καθρεφτών που στερεώνονταν στο πλαίσιο δημιουργώντας σύντομες λάμψεις αντανακλάσεων του ηλιακού φωτός. Παρεμπιπτόντως, οι ηλιογράφοι φωτεινού σήματος χρησιμοποιούνται ακόμα και σήμερα.
Τηλεγραφικές γραμμές της Ρωσίας
Ο οπτικός τηλέγραφος ήρθε στη Ρωσία λίγο αργότερα. Η πρώτη τηλεγραφική γραμμή του συστήματος του Ταγματάρχη F. A. Kozen ανεγέρθηκε μεταξύ Αγίας Πετρούπολης και Shlisselburg το 1824, το μήκος της ήταν 60 km. Αυτός ο τηλέγραφος μετέδωσε μηνύματα σχετικά με την κίνηση της ναυτιλίας στη λίμνη Ladoga, χρησιμοποιήθηκε μέχρι το 1836. Υπό τον αυτοκράτορα Νικόλαο Α', δημιουργήθηκε μια Επιτροπή, αποστολή της οποίας ήταν να εξετάσει έργα οπτικών τηλεγραφιώνεφαρμογή στην κατασκευή στη Ρωσία. Παρουσιάστηκαν πολλές παραλλαγές εξελίξεων ξένων και εγχώριων εφευρετών. Σημειώνουμε αρκετά έργα ρωσικών τηλέγραφων: τα συστήματα του στρατηγού L. L. Carbonier, P. E. Chistyakov. Το τηλεγραφικό έργο του Γάλλου μηχανικού Chateau επιλέχθηκε ως το πλέον πρόσφορο. Έτσι, το τηλεγραφικό του σύστημα χρησιμοποιήθηκε στους κλάδους που συνέδεαν την Kronstadt, το Tsarskoye Selo, την Gatchina με την Αγία Πετρούπολη. Η μεγαλύτερη γραμμή στον κόσμο (1200 km) θεωρείται η οπτική γραμμή τηλεγράφου μεταξύ Αγίας Πετρούπολης και Βαρσοβίας, που κατασκευάστηκε το 1839 και αποτελείται από 149 σταθμούς ύψους έως 17 μ. Ένα σήμα 45 συμβατικών πινακίδων κατά μήκος αυτής της διαδρομής πήρε 22 λεπτά. Η συντήρηση πραγματοποιήθηκε από χειριστές 1904.
Chateau Innovations
Δομικά, η εφεύρεση του Chateau ήταν κάπως πιο απλή από τον οπτικό τηλέγραφο του Claude Chappe. Οι σηματοφόροι χρησιμοποίησαν ένα βέλος σε σχήμα Τ από τρεις αρθρωτές ράβδους. Τα βραχυπρόθεσμα στοιχεία είχαν αντίβαρα. Όλα τα κινούμενα μέρη ήταν εξοπλισμένα με φώτα. Οι φιγούρες συντέθηκαν αλλάζοντας τη θέση των ράβδων μεταξύ τους. Με αυτόν τον τρόπο κωδικοποιήθηκαν αριθμοί, γράμματα και φράσεις. Ο εφευρέτης συνέταξε ένα ειδικό λεξικό αποκρυπτογράφησης για την πραγματοποίηση αποστολών. Το σύστημα σηματοφόρου του μηχανικού Chateau κατέστησε δυνατή τη λήψη 196 θέσεων, τα μηνύματα μεταδόθηκαν σε διάφορες κωδικοποιήσεις - επίσημες, πολιτικές και στρατιωτικές. Ο έλεγχος πραγματοποιήθηκε όλο το εικοσιτετράωρο στο εσωτερικό της κατασκευής από τέσσερις χειριστές που ρύθμισαν τις ράβδους χρησιμοποιώντας βαρούλκα και καλώδια. Το σύστημα χρησιμοποίησε ανακλαστικά κάτοπτρα καιλαμπτήρες. Όλα τα σήματα έπρεπε να καταγράφονται τακτικά σε ένα ειδικό αρχείο καταγραφής, για μια αμελής στάση στη δουλειά, ένας εργαζόμενος του σταθμού θα μπορούσε να πάει ακόμη και στη φυλακή. Οι πολίτες μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιούν τηλεγραφικές γραμμές για τη μετάδοση οπτικών τηλεγραφημάτων, αλλά αυτή η υπηρεσία δεν ήταν φθηνή και δεν κέρδισε δημοτικότητα. Ο οπτικός τηλέγραφος του Chateau θα βελτιωθεί από τον A. Edelcrantz, για τον οποίο ο επιστήμονας θα λάβει αναγνώριση όχι μόνο στην πατρίδα του στη Σουηδία, αλλά και σε άλλες χώρες.
Αναγέννηση του οπτικού τηλέγραφου
Η επιστήμη δεν έμεινε στάσιμη, η έρευνα συνεχίστηκε στον τομέα των επικοινωνιών. Ήδη από τα μέσα του 19ου αιώνα, αναπτύχθηκαν συστήματα ηλεκτρικών τηλεγραφικών δικτύων. Από αυτή την άποψη, ο οπτικός τηλέγραφος έχει χάσει τη σημασία του. Όμως, παρόλο που την ηγετική θέση στο παγκόσμιο σύστημα επικοινωνίας κατείχαν άλλοι, βρήκε μια απροσδόκητη χρήση για τον εαυτό του. Ο οπτικός σηματοφόρος στον στόλο και τώρα είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους επικοινωνίας. Ο σιδηροδρομικός σηματοφόρος με το δικό του σύστημα σημάτων φωτεινών σημάτων εξακολουθεί να χρησιμοποιείται. Και, φυσικά, ας θυμηθούμε τα φανάρια στους δρόμους, το έργο των οποίων παρατηρούμε καθημερινά.
