Переизобретатели алфавита
Как люди создавали телекоммуникации и что запатентовал Морзе 180 лет назад
20 июня 1840 года художник Сэмюэл Морзе запатентовал в США телеграфную систему. Морзе не был первым: к этому моменту другие подобные системы уже использовались в Европе — но именно морзянка стала широко распространенным кодом для передачи сообщений, который используется до сих пор. N + 1 рассказывает, что именно патентовал Морзе, о его конкурентах, сподвижниках — и том, что из этого получилось.
Один из первых прототипов телеграфа был создан в 1774 году — за 24 года до рождения Морзе — французом Жоржем-Луи Лесажем. Передатчик и приемник соединялись друг с другом 26 отдельными проводами — по проводу на каждую букву латинского алфавита. Лесаж передавал сообщения из одной комнаты своего дома в другую, но об использовании его телеграфа на более серьезных расстояниях не могло быть и речи: прокладка многожильной линии стоила бы огромных денег. Кроме того, провода той эпохи не отличались надежностью, и чем больше их было, тем выше шанс, что хоть один сломается.
Однако, если использовать не естественный язык, а разработать систему кодировки, чтобы сократить число проводов, то стоимость можно сократить во много раз. Поэтому основные инновации, которые в итоге привели к буму телеграфа примерно через век после появления машины Лесажа, были связаны не сколько с развитием технологии передачи сигнала (хотя и с этим изобретателям пришлось повозиться), а с изобретением специального алфавита. Возможно, поэтому не так удивительно, что многие из тех, с чьими именами связана революция систем связи в XIX веке, не были степенными учеными мужами — многие из них даже инженерами не были — а скорее Стивами Джобсами: эксцентричными людьми с идеями.
Факелы, стук, зеркала
Армии многих народов и эпох использовали столбы дыма от костров или огни факелов для передачи сообщений. Подобный сигнал виден издалека, но такая коммуникация была немногословной, медленной и не очень-то простой: надо было договориться о значении сигналов, а потом еще и разжигать огонь.
Тем не менее, универсальную азбуку под такой неповоротливый медиум древние придумали. Нам она известна, как квадрат Полибия, который в своей «Всеобщей истории» описал систему передачи любого сообщения при помощи факелов.
В ней 25 символов греческого алфавита записывались в таблицу 5×5. Каждой букве соответствовала пара цифр, первая из которых относилась к номеру строки, а вторая — столбца. Например B — 12, H — 22, и так далее. Если буквы записать не в алфавитном порядке, а в произвольном, то вы получите еще и криптографическую защиту вашего канала связи: сообщение прочитает только тот, у кого будет правильная таблица.
Поскольку каждой букве соответствовала пара чисел от одного до пяти, для передачи сообщения требовались две группы факелов и высокая платформа. Число факелов в левой части обозначало первую цифру, а в правой — вторую. Через какое-то время, когда получатель записывал пару, наборы меняли на другие, обозначающие следующую букву.
Два тысячелетия спустя, уже после изобретения азбуки Морзе, квадрат Полибия продолжал использоваться для общения заключенных при помощи перестукиваний. Стуки шли сериями от одного до пяти, пауза обозначала конец серии и переход к следующей букве. Историк криптографии Давид Кан в книге «Взломщики кодов» пишет, что так общались русские политзаключенные и американские военнопленные во Вьетнаме — для координации своих показаний на допросах и моральной поддержки.
Не пропала и идея световой сигнализации: само слово «телеграф» первоначально относилось к семафору братьев Шапп, изобретенному в конце XVIII века. Против революционной Франции выступила практически вся Европа, и Конвент был вынужден оборонять республику от превосходящих сил на огромной территории. По приказу правительства между Парижем и Лиллем построили двухсоткилометровую цепь из 22 высоких башен. На вершину каждой из них установили систему подвижных планок, «жестами» которых по цепочке передавали сообщения. Передача каждой буквы занимала около минуты, но в итоге депеша пролетала сотни километров меньше, чем за четверть часа — невообразимо быстро для мира конных гонцов и неспешных почтовых дилижансов. Через какое то время оптический телеграф связал всю территорию Франции, и неизвестно, был бы Наполеон столь же успешен без такого информационного превосходства.
«IN THE GARB OF KWAKER»
Неясно, знали ли создатели первых электрических телеграфов о квадрате Полибия, который бы в любом случае был неудобен из-за отсутствия внятного «пробела» и медленной скорости передачи. Каждую цифру пришлось бы отделять существенными паузами, а больше половины букв кодируются более, чем пятью знаками. Зато точно известно, что создатели первого коммерческий телеграфа — Уильям Кук и Чарльз Уитстон — вдохновлялись презентацией Павла Шиллинга, чей восьмипроводной телеграф в 1833 году связал Петергоф с базой флота в Кронштадте. Сам Шиллинг умер, не успев довести разработку до ума, поэтому первой коммерческой телеграфной линией на электричестве стала система Кука и Уитстона, установленная на двадцатикилометровом участке Большой западной железной дороги в Англии в 1838 году.