Введение
Российский военный офицер и дипломат
Барон Павел Львович Шиллинг (1786–1837), также известный как Пол Шиллинг, был российским военным офицером и дипломатом балтийско-немецкого происхождения. Большая часть его карьеры прошла на службе в министерстве иностранных дел Российской империи в качестве языкового сотрудника в российском посольстве в Мюнхене. Как военный офицер, он участвовал в войне шестой коалиции против Наполеона. В более поздний период карьеры он был переведен в Азиатский департамент министерства и совершил поездку по Монголии для сбора древних рукописей. Шиллинг наиболее известен своей новаторской работой в области электрической телеграфии, которую он осуществлял по собственной инициативе. Находясь в Мюнхене, он работал с Сэмюэлем Томасом фон Зёммерингом, который разрабатывал электрохимический телеграф. Шиллинг создал первый электромагнитный телеграф, имевший практическое применение. Его конструкция представляла собой игольный телеграф, использующий намагниченные иглы, подвешенные на нити над катушкой с током. Его конструкция также значительно уменьшила количество проводов по сравнению с системой Зёммеринга благодаря использованию двоичного кодирования. Император Николай I планировал установить телеграф Шиллинга на линии связи с Кронштадтом, но отменил проект после смерти Шиллинга. Среди других технологических интересов Шиллинга были литография и дистанционное взрывание взрывчатых веществ. Для решения последней задачи он изобрел подводный кабель, который впоследствии также применил в телеграфии. Работы по телеграфии в России и другим электрическим приложениям после смерти Шиллинга продолжил Мориц фон Якоби, его помощник и преемник в качестве руководителя петербургской электротехнической мастерской.
Ранние годы
Барон Павел Львович Шиллинг фон Каннштадт родился в Ревале (ныне Таллинн), Эстония, 16 апреля 1786 года (по новому стилю). Он был этническим немцем швабского и балтийского происхождения. Вскоре после рождения Павла, первого ребенка, Людвиг фон Шиллинг был произведен в командиры 23-го Низовского пехотного полка, и семья переехала в Казань, где дислоцировался полк. Ожидалось, что он пойдет по военной стезе, как и его отец, поэтому в девять лет он был официально зачислен в Низовский полк, а два года спустя, после смерти отца, отправлен в Первый кадетский корпус. К тому времени беспорядочное управление царя Павла привело к тому, что военное образование свелось к показным учениям; серьезная подготовка Шиллинга началась только после окончания корпуса в 1802 году, когда он был направлен в российское посольство в Мюнхене, где его отчим Карл фон Бюлер занимал должность министра. Там он организовал посещение аппарата Зёммеринга многими российскими сановниками.
Наполеоновские войны
Когда между Францией и Россией возникла угроза войны, Шиллинг обратил свои знания в области электричества на военные цели. В июле 1812 года он, вместе со всеми русскими дипломатами в Германии, был отозван в Санкт-Петербург в преддверии надвигающегося французского вторжения в Россию. Он привёз с собой полный комплект телеграфа Зёммеринга и продемонстрировал его военным инженерам и царю Александру. Он продолжил работу над дистанционным подрывом мин. Однако ни одно из его изобретений не было готово к полевому использованию, и Шиллинг попросил о переводе на военную должность в действующую армию. Ввести его в военную структуру оказалось непросто. Шиллинг не имел боевого опыта. Будучи отставным армейским офицером, он был лишь вторым лейтенантом (подпоручиком); как чиновник, он достиг ранга, эквивалентного армейскому майору. 6 сентября 1813 года [О. С. 25 августа 1813] он был назначен в 3-й Сумской драгунский полк Александра Сеславина в звании штаб-ротмистра (эквивалент капитана штаба пехоты). Шиллинг прибыл в полк вскоре после битвы при Дрездене. Первоначально он был задействован в качестве связного с саксонскими властями и не участвовал в реальных боевых действиях до декабря 1813 года, когда русские войска вошли на территорию Франции. Внешняя политика России в послевоенный период была сосредоточена на экспансии на восток, поэтому Шиллинг был направлен в растущий Азиатский департамент. Его демонстрация новейшей немецкой технологии литографической печати вызвала интерес в министерстве, и вскоре он был отправлен обратно в Баварию с инструкциями обеспечить поставки литографического камня из каменоломен Золнхофена. В декабре Шиллинг вновь ненадолго посетил Баварию, чтобы принять готовую продукцию. Типография была создана весной 1816 года. Любопытно, что первым напечатанным там документом было эротическое стихотворение Василия Пушкина, единственное русское стихотворение, которое Шиллинг мог читать по памяти. За создание типографии он был награжден орденом Святой Анны. Помимо распространения отчетов, карт и инструкций в дипломатической службе, типография Шиллинга также ежедневно составляла сводки перехваченных писем и других материалов скрытого наблюдения. Они передавались министру иностранных дел Карлу Нессельроду, а затем, по усмотрению министра, – царю. Его китайские издания отличались образцовым качеством для того времени, не уступая оригиналам Пекинского дворца. Его основными обязанностями в дипломатической службе были разработка, распространение и защита шифров для российских посольств и заграничных агентов. Друзья и корреспонденты знали, что он занимает должность среднего звена в дипломатической службе, не более того. Подчиненные Шиллинга получали меньшие, но все же значительные награды. Работа в шифровальном отделе оставляла достаточно времени для посторонних исследований, от изучения тибетских писаний до разработки электрического телеграфа, который стал самой известной работой Шиллинга. Шиллинг организовал электротехническую мастерскую в Петропавловской крепости и пригласил Морица фон Якоби из Дерптского университета в качестве своего помощника. В 1828 году Шиллинг был произведен в статские советники и стал членом-корреспондентом Института востоковедения Российской академии наук. В мае 1830 года он был отправлен в двухлетнюю разведывательную миссию на русско-китайскую границу. В марте 1832 года он вернулся в Санкт-Петербург. Некоторые из этих документов были получены в обмен на демонстрацию небольшого телеграфного аппарата, который Шиллинг взял с собой. Вернувшись в Санкт-Петербург, Шиллинг возобновил разработку телеграфа. Существовали планы по вводу его в эксплуатацию, но Шиллинг умер, прежде чем они были реализованы. К 1835 году он страдал от болей неясной природы. В сентябре 1835 года Шиллинг по поручению Николая I посетил конференцию в Бонне и передал свой телеграфный аппарат Георгу Вильгельму Мунке. По возвращении в Санкт-Петербург он продолжил эксперименты в области телеграфии. В 1836 году он ненадолго появился в лаборатории Андреаса фон Эттингсхаузена в Вене, исследуя новые изоляционные материалы. В мае 1837 года Шиллинг получил инструкции составить смету на телеграфную линию, соединяющую Петергоф с Кронштадтом, и приступить к предварительным полевым работам. К этому времени он испытывал регулярные боли, вызванные опухолью. Шифры Шиллинга сочетают в себе элементы шифров подстановки и многоалфавитных шифров с переменным ключом, используя биграммы в качестве исходных данных.
Восточная экспедиция
В 1820-х годах научные работы Шиллинга по восточным языкам принесли ему ученые степени и членство в британских, французских и русских ученых обществах. Он был давним другом главы русской православной миссии в Пекине и ведущего русского востоковеда Никиты Бичурина (отца Иакинфа). После позорного понижения в звании и ссылки Бичурина, Шиллинг ходатайствовал о его помиловании и в 1826 году добился перевода Бичурина из заключения в Валаамском монастыре на должность в Министерстве иностранных дел в Санкт-Петербурге. Шиллинг оказывал помощь Александру фон Гумбольдту на начальных этапах экспедиции в Россию в 1829 году. Подготовка началась сразу после подписания Адрианопольского мира в сентябре 1829 года. В основной состав экспедиции входили сам Шиллинг, Бичурин и Владимир Соломирский, внебрачный сын Дмитрия Татищева. Александр Пушкин, хорошо знакомый со всеми тремя, хотел присоединиться, но Николай I приказал ему остаться в России. Главной, секретной миссией Шиллинга была оценка распространения буддизма среди местных племен, разработка плана действий по его сдерживанию и составление обязательного устава, регулирующего все аспекты буддийской религиозной практики. Имперское правительство не допускало независимых идеологий и решило подчинить буддийских лидеров государству. Открытые репрессии были исключены из-за опасений массовой эмиграции кочевников и возможного конфликта с Китаем. Правительство также было обеспокоено сокращением пограничной торговли в Кяхте и ростом контрабанды; Шиллингу было поручено выявить маршруты и рынки, используемые контрабандистами, и оценить объем незаконной торговли. Официально миссия ограничивалась «исследованием населения и международной торговли на русско-китайской границе»; любые исследования, выходящие за рамки этих задач, должны были оплачиваться Шиллингом лично. Чтобы собрать средства, Шиллинг продал свою научную библиотеку Министерству просвещения. В мае 1830 года Шиллинг отправился из Санкт-Петербурга в Кяхту, приграничный торговый город, который стал его базой на следующие 18 месяцев. Его поездки из Кяхты в различные буддийские святыни и пограничные посты составили в общей сложности 7208 верст (7690 километров). Сам Шиллинг писал, что целью этих поездок были прежде всего этнографические исследования. По словам Бичурина, Шиллинг проводил большую часть времени с тибетскими и монгольскими ламами, изучая древние буддийские писания; он больше интересовался лингвистикой и историей народов Дальнего Востока, чем этнографией. Его главной целью был поиск Кангура – тибетского религиозного текста, который тщательно охранялся ламами и был известен европейцам лишь по фрагментам. Сначала Шиллинг пытался получить полный Кангур из Китая. Он не мог представить, что бедные кочевые буряты и монголы могут создавать, владеть и хранить целые библиотеки священной литературы. Однако вскоре он узнал, что буряты Российской империи владели тремя экземплярами трех различных изданий Кангура; один из них хранился в Чикое, менее чем в двадцати милях к востоку от Кяхты. Шиллинг завоевал уважение лам за то, что был единственным русским, способным читать тибетские тексты, и легко получил разрешение читать и копировать их. По словам Леонида Чугуевского, вполне вероятно, что ламы знали о миссии Шиллинга и его либеральных взглядах на государственный контроль над религией и в своем роде пытались умилостивить дружелюбного, но опасного гостя. Кангур из Чикоя можно было только скопировать, но Шиллингу удалось приобрести части другой копии у вождя племени Цонгол. Позже Хамбо-лама бурятов прислал Шиллингу сборник медицинских и астрологических трактатов. Шиллинг стал знаменитостью среди бурятов: некоторые ламы проповедовали, что он – пророк, который обратит европейцев, другие верили, что он – перевоплощенный Хубилган. Его дом в Кяхте стал местом массового паломничества, куда стекалось все больше и больше рукописей. Йозеф Ковалевский, ставший свидетелем этого процесса, писал, что «барон», хотя и был любителем, «оказал огромное влияние на бурятов. Появились специалисты по тибетскому и даже санскритскому языкам, художники, граверы; монахи стали глубже изучать основы своей веры и читать книги; были обнаружены многие книги, которые ранее считались утраченными». Наконец, в марте 1831 года Шиллинг получил Кангур и 224-томный Тенгюр в отдаленном дацане на реке Ононе. Местные ламы пытались напечатать 100 миллионов экземпляров мантры «Ом мани падме хум», которую они однажды поклялись пожертвовать новому святилищу, и Шиллинг пришел на помощь, пообещав напечатать весь тираж в Санкт-Петербурге, крошечным литографическим тибетским шрифтом. Он сдержал обещание и был вознагражден драгоценными книгами. После завершения сбора Шиллинг приступил к каталогизации и индексации; его «Индекс Кангура Нартанг», опубликованный посмертно и анонимно в 1845 году, содержит 3800 страниц в четырех томах. И месяц спустя он рекомендовал сохранить статус-кво по обоим вопросам, одновременно следя за аналогичными проблемами британских администраторов в Кантоне. Правительство решило не поднимать вопрос о религии; устав, регулирующий буддистов, был принят только в 1853 году. Выполнив миссию, Шиллинг сосредоточился на телеграфии и криптографии. Шиллинг впервые занялся телеграфией, находясь в Мюнхене. Он помогал Зёммерингу с его экспериментами с электрохимическим телеграфом. Этот тип телеграфа использует электричество для вызывания химической реакции на другом конце, например, образования пузырьков в стеклянной трубке с кислотой. Вернувшись в Санкт-Петербург, он провел собственные эксперименты с этим типом телеграфа. Он продемонстрировал это царю Александру I в 1812 году, но Александр отказался от его внедрения. Он согласился с использованием электрической телеграфии для избранных военных и гражданских учреждений, но запретил публичное обсуждение телеграфных технологий, включая даже отчеты об иностранных изобретениях.
the Tibetan and even in Sanskrit languages, painters, engravers; the monks began to inquire more deeply into the foundations of their faith and to read books; there were discovered many books which had been before claimed as being non extant". Finally, in March 1831 Schilling obtained the Kangyur and the 224 volume Tengyur at a remote datsan on the Onon River. Local lamas struggled to print 100 million copies of Om mani padme hum that they once vowed to contribute to a new shrine, and Schilling came to the rescue promising to print the whole lot, in tiny lithographed Tibetan script, in Saint Petersburg. He fulfilled the promise, and was rewarded with the precious books. Once the collection was complete, Schilling began cataloguing and indexing; his Index of the Narthang Kangyur, printed posthumously and anonymously in 1845, contains 3800 pages in four volumes. and one month later He recommended keeping the status quo on both issues, while keeping an eye on similar problems of the British administrators in Canton. The government decided not to press the issue of religion; a statute regulating the Buddhists was enacted only in 1853. Having fulfilled the mission, Schilling concentrated on telegraphy and cryptography.]] Schilling first became involved in telegraphy while he was in Munich. He assisted Sömmerring with his experiments with an electrochemical telegraph. This form of telegraph uses electricity to cause a chemical reaction at the far end, such as bubbles forming in a glass tube of acid. After returning to St. Petersburg he conducted his own experiments with this type of telegraph. He demonstrated this to Tsar Alexander I in 1812, but Alexander declined to take it up. He agreed with the use of electrical telegraphy for selected military and civil offices, but prohibited public discussion of telegraph technology, including even reports on foreign inventions.
Прототип 1828 года
Первый телеграф Шиллинга был завершен в 1828 году. Демонстрационный комплект состоял из двухпроводной медной линии и двух терминалов, каждый из которых оснащен вольтовой батареей, обеспечивающей ток около 200 мА. Промежуточных ретрансляторов тогда еще не было, что ограничивало потенциальную дальность действия системы. Кроме того, вал мультипликаторного указателя был гидравлически демпфирован за счет подвешивания его лопасти в ртутном бассейне. Каждая катушка мультипликатора содержала 1760 витков медного провода, изолированного шелком. В отличие от точек и тире кода Морзе, биты в телеграфе Шиллинга кодировались направлением тока и обозначались как "левый" или "правый" в кодовой таблице. Вернувшись, Шиллинг использовал двоичный код в своем телеграфе с несколькими иглами, вдохновленный гексаграммами из «И Цзин», с которыми он познакомился на Востоке. Эти гексаграммы – это фигуры, используемые для гадания, каждая из которых состоит из шести наложенных друг на друга линий. Каждая линия может быть сплошной или прерывистой, что соответствует двум двоичным состояниям и дает в общей сложности 64 фигуры. Шесть элементов «И Цзин» идеально соответствовали шести иглам, необходимым для кодирования русского алфавита.
Демонстрация 1832 года
21 октября 1832 года (по старому стилю) Шиллинг устроил демонстрацию своего шестиигольного телеграфа между двумя комнатами в своем доме на Марсовом Поле, на расстоянии около 100 метров друг от друга. Чтобы создать впечатление значительного расстояния для демонстрации, он арендовал весь этаж здания и проложил около полутора миль проволоки по периметру здания. Демонстрация пользовалась такой популярностью, что продолжалась до рождественских каникул. Среди известных посетителей были Николай I (который уже видел более раннюю версию в апреле 1830 года), Мориц фон Якоби, Александр фон Бенкендорф и великий князь Михаил Павлович. Царь продиктовал сообщение из десяти слов на французском языке, которое было успешно передано по аппарату. Александр фон Гумбольдт, увидев демонстрацию телеграфа Шиллинга в Берлине, рекомендовал царю построить телеграфную линию в России. В мае 1835 года Шиллинг отправился в тур по Европе, демонстрируя инструмент с одной иглой. Он проводил эксперименты в Вене с другими учеными, в том числе изучал преимущества прокладки кабеля по крышам и под землей. Подземный кабель оказался неудачным, поскольку его тонкая изоляция из индийской резины и лака была недостаточно надежной. В сентябре он присутствовал на встрече в Бонне, где Георг Вильгельм Мунке увидел его аппарат и сделал копию для использования в своих лекциях. В 1835 году Шиллинг продемонстрировал пятиигольный телеграф Германскому физическому обществу во Франкфурте. К моменту возвращения Шиллинга в Россию его телеграф был широко известен в Европе и часто упоминался в научной литературе. В сентябре 1836 года британское правительство предложило выкупить права на телеграф, но Шиллинг отказался, желая использовать его для развития телеграфной связи в России.
Планируемая установка
В 1836 году Николай I создал комиссию для изучения вопроса об установке телеграфа Шиллинга между Кронштадтом, важной военно-морской базой, и Петергофским дворцом. В здании Адмиралтейства была установлена экспериментальная линия, соединяющая кабинет Меншикова с кабинетами его подчиненных. Пятикилометровая линия пролегала частично по земле, частично под водой в каналах, и включала в себя три промежуточных мультипликатора Швейгера. Меншиков представил положительный отчет и получил одобрение царя на соединение Петергофа с военно-морской базой в Кронштадте через Финский залив. Система состояла из вольтовых батарей, проводов, мультипликаторов, соединенных с повторительными переключателями, и сигнальных колоколов. Тонкие медные провода были изолированы шелком, армированным латексом, и подвешены к несущим конопляным тросам. Каждый мультипликатор содержал несколько сотен витков серебряной или медной проволоки на латунной катушке. Шиллинг знал, что все способы изоляции подводных кабелей уступают открытым проводам, и стремился максимально сократить длину подводного кабеля. Однако он умер 6 августа (по новому стилю), и проект был впоследствии отменен. Возможно, Шиллинг использовал систему с одной иглой на демонстрациях в Европе исключительно для удобства транспортировки, или же это была более поздняя конструкция, вдохновленная телеграфом Гаусса и Вебера, в таком случае он не был первопроходцем. Код, предположительно использовавшийся с этим телеграфом, можно проследить до Альфреда Вейла, но код переменной длины (подобный коду Морзе), представленный Вейлом, лишь приведен в качестве примера возможного использования. В любом случае, двухэлементные сигнальные алфавиты существовали задолго до появления каких-либо форм электрической телеграфии.
Автоматическая запись
Шиллинг рассматривал возможность автоматической записи телеграфных сигналов, но не смог добиться успеха из-за сложности устройства. Его преемник в области электротехники, Якоби, достиг этого в 1841 году на телеграфной линии от Зимнего дворца до штаба Генерального штаба. Шиллинг обсудил эту идею с Зоммерингом и осознал военные перспективы изобретения. Он разработал водонепроницаемый провод, который можно было прокладывать во влажной земле или через реки. Он состоял из медного провода, изолированного смесью индийской резины и лака. Шиллинг также предусматривал военное использование телеграфии в полевых условиях и был воодушевлен перспективами. Зоммеринг написал в своем дневнике: «Шиллинг довольно по-детски относится к своему электропроводящему шнуру». В сентябре 1812 года Шиллинг продемонстрировал свой первый дистанционно управляемый морской детонатор Александру I на реке Неве в Санкт-Петербурге. В 1822 году Шиллинг продемонстрировал сухопутную версию своего детонатора Александру I в Красном Селе; в 1827 году Николаю I была показана другая мина Шиллинга. В этот раз испытания контролировал военный инженер Карл Шилдер, влиятельный офицер Императорской гвардии и сам изобретатель. Основной проблемой, с которой столкнулся Шиллинг, было отсутствие батарей, пригодных для полевого применения, которая не была решена до окончания боевых действий. По словам российских биографов Шиллинга и Шилдера, сообщения об использовании электрических мин во время осады Силистрии, скорее всего, не соответствуют действительности. Шиллинг продолжал совершенствовать наземные мины до конца своей жизни. Эти комплекты для подрыва производились и поступали в инженерные войска с 1836 года. С другой стороны, российский флот сопротивлялся нововведению до изобретения надежного контактного детонатора Морицем фон Якоби в 1840 году.
Наследие
Шиллинг поддерживал регулярную переписку со многими учеными, писателями и политиками и был хорошо известен в западноевропейских научных кругах. Он организовывал публикации исторических рукописей и предоставлял восточные шрифты и матрицы европейским типографиям; однако при жизни он ни разу не пытался опубликовать книгу под своим именем или представить статью в научный журнал. Единственное известное издание – предисловие к Индексу Кангура Нартанг – было напечатано посмертно и анонимно. Мориц фон Якоби, вероятно, был единственным современником, который непосредственно связал достижения Шиллинга в области телекоммуникаций с его глубокими знаниями в области лингвистики. Игольный телеграф Шиллинга так и не был внедрен в практику, но он в определенной степени является предшественником телеграфа Кука и Уитстона, системы, широко использовавшейся в Соединенном Королевстве и Британской империи в XIX веке. Некоторые инструменты этой системы оставались в эксплуатации вплоть до XX века. Демонстрацию Шиллинга во Франкфурте посетил Георг Вильгельм Мунке, который впоследствии изготовил точную копию аппарата Шиллинга. Мунке использовал ее для демонстраций на лекциях. Одну из этих лекций посетил Уильям Фотэргилл Кук, вдохновленный создать собственную версию телеграфа Шиллинга, хотя он и не знал, что видел аппарат, разработанный Шиллингом. На некоторое время он отказался от этого метода в пользу электромагнических часовых механизмов, по-видимому, полагая, что игольные телеграфы всегда требуют нескольких проводов. На его решение также повлияло неудобство метода Шиллинга, заключавшегося в горизонтальной подвеске иглы на нити. Ситуация изменилась, когда он начал сотрудничать с Чарльзом Уитстоном, и телеграф, который они построили вместе, стал многоигольным, но с более надежным креплением, основанным на гальванометре Македонио Меллони. Нет никаких доказательств утверждения о том, что Уитстон также демонстрировал копию телеграфа Шиллинга на лекциях, хотя он, безусловно, знал о нем и рассуждал о его значении. Оригинальный телеграф Шиллинга 1832 года в настоящее время экспонируется в телеграфной коллекции Центрального музея связи имени А. С. Попова. Его вклад в электрическую телеграфию был признан IEEE Milestone в 2009 году. На здании Адамини по адресу Марсово Поле, 7 в Санкт-Петербурге, где Шиллинг жил в 1830-х годах и умер, в 1886 году была установлена мемориальная доска в ознаменование столетия со дня его рождения.