Устройство с биографией: краткая история телефона
Телефон для меня — как икона,
Телефонная книга — триптих,
Стала телефонистка мадонной,
Расстоянье на миг сократив.
/В. Высоцкий/
С тех пор, как у людей появилась информация, они начали искать способ её передачи. Идеи были разными и человечеству вечно чего-то не хватало: надёжности (гонца могли поймать и изъять у него сообщение), скорости (голуби ещё ладно, а вот ямщики пока доедут, пока в пути отдохнут…), дешевизны передачи (корабли и автомобили были слишком накладны). Вечно что-то мешало: то шероховатость поверхности, то проводящие способности воздуха, то пресловутая гравитация… Но ни у кого из нас не было бы в руках смартфона с сотовой связью и интернетом, если бы не было ямщиков, голубей, крайне неудачного итальянского проекта с трубами между домами (почти пневмопочта) и, конечно, телеграфа.
А главное, если бы не было их — первых телефонов.
Заблокировать входящие? Одно движение!
Одним из первых о передаче сигнала по проводам, а не по самому воздуху или полым трубам, задумался молодой и в те времена ещё совершенно неизвестный молодой учёный Сэмюэл Морзе. Он придумал устройство, передающее сигнал по проволоке длиной более 500 м. При поддержке почти что (да почему почти — точно!) венчурного капиталиста и инвестора, бизнесмена Стива Вейла Морзе провёл глубокие изыскания и придумал телеграфную азбуку или, по-другому, таблицу кодов. Таблица кодов позволяла создавать сообщения с помощью прерывателя сигнала (ключа Б.С. Якоби), а «на другом конце провода» сообщение писалось устройством на базе электромагнита с чернильным пером. 22 мая 1844 года Морзе передал по проводу фактически самое первое в истории сообщение: «Чудны дела твои, Господи!». Иначе и не скажешь. К слову, венчурный инвестор Стив Вейл не промахнулся с финансированием — изобретенная Морзе система и улучшенный аппарат получили широкое по тем временам распространение (если вы вдруг не погружались в историю изобретений Морзе, читайте здесь).
Аппарат Морзе
Схема усовершенствованного аппарата
Нарастить скорость передачи данных оказалось не так сложно: Чарльз Уитсон предложил передавать сигнал не вручную, а механически. Он использовал бумажную ленту с перфорацией — игла, попадая в дырочки, вызывала замыкание тока. Рычажки «анализировали» направление тока и передавали перу «указание» рисовать точку или тире (а вот и отсылки к первым принципам автоматизации и компьютерной техники). Таким образом можно было передать до 600 слов в минуту. По тем временам это хорошая скорость для «бумажной», немой передачи данных. Но да, телеграф оставался немым — нельзя было передать речь и, что особенно важно, музыку.
И если вы думаете, что мы перешли к изобретению Александра Белла, то нет, изначально идея телефонирования всё-таки принадлежит не ему, а скромному инженеру-механику, инспектору парижского телеграфа Шарлю Бурселю. Именно он в 1849 — 1854 гг. писал свою диссертацию, в которой изложил самый первый принцип работы телефона (преобразование электрических колебаний в звуковые) и, что важно, именно месье Бурсель первым употребил слово «телефон» (передающий звук на далёкое расстояние). Однако, как это часто бывает, теоретические изыскания диссертация не пошли в реальную практику.
И снова не про Белла. Когда мы учились в школе, учителя нам рассказывали, как двое учёных независимо друг от друга открывали какие-то очень важные законы естественных и технических наук или переоткрывали их друг за другом, но никто никому не завидовал и всё решалось миром, а школьники во всех уголках Земли потом изучали закон Бойля — Мариотта, формулу Ньютона — Лейбница, уравнение Менделеева-Клапейрона, неравенство Коши-Буняковского и проч. Но, конечно, реальная жизнь сильно отличается от нравственных установок школьникам: и у некоторых «двойных» открывателей всё было далеко не мирно и уж точно не без обид, и у изобретателей важную роль в процессе открытия играли деньги и патентное право (и это прекрасно). Так вот, уже почти 170 лет нет на 100% однозначного ответа, кто же является изобретателем телефона. Оно и понятно: как мы уже с вами обсуждали, телеграф активно развивался и идея передачи звука (голоса) витала в воздухе, о проблеме знали учёные всего мира.
Мы точно не претендуем на восстановление исторической справедливости в статье на Хабре в 2023 году, поэтому просто расскажем, что происходило с передачей звука в хронологическом порядке.
Итальянский учёный-изобретатель Антонио Меуччи был «левшой» или «кулибиным» с ранних лет — он пытался рационализировать и сделать лучше буквально всё, с чем сталкивался в окружающем мире. Но, как и всех учёных того времени, его привлекало электричество. По сути, именно он первым разгадал принцип телефона. Это открытие пришлось на период, когда к супер умному учёному Меуччи приходили за медицинской помощью. В какой-то момент он заметил благотворное влияние электрического тока разной силы на здоровье и проводил эксперименты. Так однажды он решил, что электрический разряд вылечит головную боль у посетителя. Для этого на язык и губы пациента был передан электрический импульс. Меуччи находился в другой комнате и услышал крик в комнате, где находились батареи (генераторы), соединённые с проводом. Удивлённый этим явлением, изобретатель попросил пациента поговорить в воронку (типа рупора). Так, в 1849 году Антонио Меуччи сделал то, о чём мечтал почти весь научный мир инженеров, — передал и принял звук по проводам. Своё изобретение он назвал звуковым телеграфом. Но у изобретателя был большой недостаток (особенно по нашим временам), который отдельной строкой отмечали даже биографы, — он совершенно не умел делать деньги. А раз не умеешь ты, будь готов, что рано или поздно это сделает кто-то другой… Впрочем, к итальянскому учёному мы ещё вернёмся, а более полную его историю можно найти на Хабре.
Teletrofono, телектрофон Антонио Меуччи
Филипп Рейс был математиком, школьным учителем, которого опять же будоражило электричество. Он думал, что электричество распространяется, как свет, «по воздуху» и не нуждается в физических проводниках. Конечно, он ошибался, на что ему и указала научная общественность, однако отказ не демотивировал Рейса и он продолжил изучать эту тему. В 1860 году Рейс спроектировал и собрал первый пра-телефон, который мог транслировать звук на расстояние до 100 м. Причём Рейс планировал с помощью устройства передавать не столько человеческую речь, сколько музыкальные композиции.
Научное сообщество Германии отвергло предложение рассмотреть изобретение школьного учителя и прошло 12 лет прежде чем аппарат заинтересовал учёных и коммерсантов из США, которые смотрели в суть вещи, а не на должность изобретателя. Именно аппарат Рейса стал основой для дальнейших экспериментов с «передатчиком» звука. Увы, телефон (telephon) Рейса не принёс своему изобретателю ни прижизненной славы, ни богатства — он умер спустя неделю послед своего 40-летия, а глобальное признание получил спустя четыре года после смерти, когда мир увидел устройство Белла.
Телефон Рейса
Александр Грэм Белл — это тот человек, имя которого как изобретателя телефона назовёт каждый образованный человек. Действительно, в какой-то мере ему повезло больше, чем предшественникам, однако и ему пришлось пройти через патентные войны и оспаривание права считаться изобретателем телефона.
Начинать телефонный разговор со слова «алло», то есть hello придумал Томас Эдисон, который сделал в историю телефонии огромный вклад: придумал индукционную катушку, которая позволила значительно увеличить расстояние между первыми абонентами.
Действительно, вклад Белла в телефонию, создание телефона и всей телекоммуникационной отрасли в целом просто колоссальный — чего стоит одна только созданная им компания основатель компании «American Telephone and Telegraph Company» (знаменитая «AT&T»). Ну и кроме того, у Белла была масса интересных патентов и изобретений, включая фотофон, дальний прародитель оптоволокна. Поэтому, если вы никогда не вникали в подробности жизни этого учёного и предпринимателя, обязательно прочитайте хотя бы статью в Википедии — удивитесь, как он опережал эпоху на несколько лет, а то и десятков лет и как мучительно сложно и долго шёл к своей цели.
10 марта 1876 года состоялась передача первой фразы, ставшей исторической и опять же случайно произнесённой: «Мистер Ватсон, идите сюда. Вы мне нужны». Эта передача была осуществлена по 12-ти метровому проводу, соединяющему комнату с лабораторией. Спустя два месяца, 10 мая 1876 мистер Белл презентовал свой телефон в Американской Академии Искусств и Наук, а спустя несколько дней, 25 мая — в знаменитом Массачусетском Технологическом Институте (MIT). В конце того же года телефонный разговор дотянулся из Бостона в Сейлем, на 15 миль (25 км), а затем и на 140 миль (225 км). Помните Рейса? Его труды оказали огромное влияние на Белла. Рейс преподавал математику в школе для глухонемых и демонстрировал «устройство уха»: батарея, спица, пробка, проволока, скрипка (играла роль резонатора). Белл всерьёз и почти всю жизнь занимался сурдопедагогикой и был знаком с этим объяснением, которое и натолкнуло его на изобретение телефона, хотя изначально Александр Белл работал над многофункциональным телеграфом, способным передавать одновременно несколько потоком сообщений.
Первые телефонные аппараты были отнюдь не изящным предметом дизайна, а включали систему из нескольких устройств и весили более 8 кг. Соединение по аппарату Белла происходило следующим образом: железный ящик с рычагом и трубкой (тогда в руке был только динамик и говорить приходилось внаклонку) или двумя трубками (тогда в руке было что-то типа привычной нам трубки, только очень массивной и многокомпонентной). Звонок (который, кстати, появился чуть позже и был придуман не Беллом, а его помощником Томасом Джоном Ватсоном) поступал на сигнальную доску, когда телефонистка коммутатора вызывала абонента. Абонент поднимал «трубку», крутил рычаг и электрический ток давал сигнал телефонистке, что можно совершать разговор. Не было ни номерного плана, ни наборного диска. Впрочем, потребность в них появилась быстро, потому что телефон буквально завоёвывал планету: спустя три года после изобретения появляется телефонная станция в Париже, спустя ещё два года, в 1881 телефоны распространяются по Российской Империи, Германии, Восточной Европе. В 1910 году телефонные станции мира обслуживали свыше 10 млн абонентов (0,6% тогдашнего населения планеты).
Телефон стал тем хитом, которого так ждали и учёные, и общественность, он ознаменовал собой новую эпоху, целый пласт истории, в котором живём в том числе мы с вами. А уже в апреле 1877 года Эдвин Томас Холмс придумал первичное принципиальное устройство коммутатора, основанного на простой разводке проводов. В 1881 году открылись первые телефонные станции, на которых стояли уже известные всем нам коммутаторы: штекеры, которые перетыкали телефонисты (тогда, в основном, телефонистки).
У телефонной связи нет будущего
Ответ компании Western Union на предложение выкупить изобретение Белла
Всё, что было дальше, вплоть до радиотелефона и сотовой связи, было усовершенствованием всего, что появилось во второй половине XIX века.
Реплика телефона Белла, который имел прозвище «виселица»
Элиша Грей — ещё одно имя, которое замешано в битве за телефон, причём он оказался самым ярым участником судебных споров с Александром Беллом. В начале 1876 года он также набросал проект конструкции телефона, однако доказать ничего не удалось и учёные долго спорили и спорят до сих пор, опередил ли он изобретение Белла. Но Элиша Грей изобрёл ещё один аппарат, который бесспорно остаётся за ним в истории телефонии — это телеавтограф (аппарат, который передавал идентичное начертание текста на бумаге). Вот как описывал тел автограф сам изобретатель: «при помощи моего изобретения вы можете, находясь в Чикаго, написать мне письмо, и карандаш в моей лаборатории воспроизведет все ваши движения…». Так появился прототип популярного и нужного на протяжении десятилетий элемента телефонной инфраструктуры организаций — факса (крутейшая статья о телеавтографе).
Что было дальше?
Конечно, история телефонии — это не одна статья на Хабре, а целый отдельный хаб :-) Было всё: за XX век телефоны без номеронабирателя и с «алё, барышня» прошли путь до радиотелефонов, спутниковой и сотовой связи. Ровно 50 лет назад начала свою славную историю IP-телефония. Всё, что кажется нам привычным сейчас, было бы фантастикой для начала XX века и будет абсолютным ретро уже через 10–15 лет. Такова связь — ультра динамичная отрасль с огромными возможностями способов и сред передачи информации (мы уже не говорим только об одном голосе, который так робко и прерывисто звучал в «динамиках» меньше, чем 150 лет назад).
Реклама телефонов, 20-е годы. Всё внимание на автомобильные диски!
В 1926 году с развитием автоматических телефонных станций (АТС) появляются телефоны с удобным (подчеркну) дисковым номеронабирателем (вы помните этот характерный звук отката диска? Кажется, каждый номер «записывался» в голове своей последовательностью звука возврата диска!). Как связано развитие АТС и эволюция дисковых номеронабирателей? Всё просто: при наборе формировался импульсный сигнал за счёт того, что каждая цифра передавала АТС специальный код (количество импульсов с интервалом).
Вот короткая история российских городских телефонных номеров:
1909 г. — 1–5 знаков, цифры1912–1927 г. — 5 знаков, цифры
1920-е — 1960-е гг. — 6 знаков, первые буквы (а потом и 7 знаков, первые два — буквы)
С 1968 г. — по наше время сперва 6, затем 6–7 знаков, все цифры.
Во многих странах мира эволюция номеров развивалась по схожему сценарию, иногда с примечательными особенностями вроде исключения отдельных цифр
Однако дисковый номеронабиратель гораздо старше — он был запатентован аж в 1892 году, включал в конструкцию страшно неудобные зазубрины и не имел возвратной пружины. Первые диски использовали для набора специальные палочки, палец их заменил в 1904 году.
Что характерно, самые первые телефоны тяготели скорее к кнопочной эволюции, а не к дискам, но жизнь такова, что первый кнопочный телефон в том виде, в каком мы его знаем, появился в 1963 году уже после трехлетнего цикла испытаний и экспериментов с тональными АТС. В коммерческое использование тональные АТС (DMTF) и кнопочные телефоны вышли 18 ноября 1963 (выпустила их, конечно, суровая монополия — компания Bell Systems). Путёвку в жизнь кнопочным телефонам дал президент США Джон Кеннеди, который в апреле 1963 года анонсировал Всемирную выставку 1964 года в Нью-Йорке, набрав номер 1964 на кнопочной панели. О таком пиаре любой телеком-компании остаётся только мечтать.
Стоит коротко сказать и о легендарных уличных автоматах:
Первый телефон-автомат с платным звонком «за монетку» появился в Хартфордском банке, штат Коннектикут, в 1889 году.
Первая в мире телефонная будка под названием «Fernsprechkiosk» появилась 12 января 1881 года на Потсдамской площади в Берлине.
Первая телефонная будка в Лондоне была установлена в мае 1903 года, 120 лет назад, однако чаще годом рождения лондонских уличных телефонов считают 1920–21 гг. (но они были ещё не красные — такой дизайн они получили в 1935 году).
А что в России?
В Российскую Империю телефон пришёл быстро, в 80-е годы XIX века, и был радушно принят обществом: уже в 1914 году было 1212 отдельных сетей (проведённых, по большей части, компанией Белла), было подключено 44,6 млн человек.
В 1901 году Николай Бугров, известный нижегородский купец и меценат, установил себе телефон. Вот что вспоминает Максим Горький о впечатлениях своего земляка:
»…Электричество — это сила, но каково ее происхождение, неизвестно. Как, вы думаете, к такой новинке, как телефоны, относятся мужики? Есть у меня один работник, грамотный парень, но прежде чем взять телефонную трубку, крестится и после моет руки с мылом».
По состоянию на начало 1917 года в России было 232 тыс номеров и нумерация стала пятизначной. В столичных городах количество телефонов составляло 3–4 телефона на 100 тыс человек (по тем временам это было даже чуть выше общеевропейского уровня). Но мы с вами понимаем, что Российская Империя в начале XX века доживала свои последние годы, и со школьной скамьи помним фразу про «брать почтамт, телеграф, телефон». Очевидно, что руководители революции и В.И. Ленин понимали, что связь — мощные ресурс и настоящее оружие в руках каждой из сторон. Вместе с победой большевиков победила и национализация всего и вся, включая связь: телефоны изымались у частных владельцев и передавались на нужды военных, милиции и предприятий.
Кадр из фильма «Собачье сердце». Профессор Преображенский в 1925 году говорит по телефону из своей квартиры. Это была не случайная привилегия: во время национализации врачи были одними из немногих частных граждан, кому оставили домашние телефоны
«Гражданский» телефон в РСФСР начал возрождаться в 20-е годы при поддержке Сименса и Эриксона. Первая автоматическая телефонная станция (АТС) в СССР появилась в 1926 году в Ростове-на-Дону. Некоторые издания любят подчёркивать, что АТС была гордостью нации, потому что работала без телефонисток и они были упразднены. Это от неправильного понимания принципов работы АТС — конечно, на станции были телефонистки (и активно работали вплоть до начала XXI века), а ещё именно АТС требовали квалифицированных инженеров связи для работы с коммутаторами. Так что это однозначно — гордость, но по иным причинам, а рабочие места связь в те времена не сокращала, а только создавала, правда, требуя всё более высокую квалификацию.
Такой удалось увидеть в музее, но нет фото, поэтому — из Интернета. СССР, 1930–40-е, карболит
В целом, российская телефония развивалась по тем же законам и стандартам, что и во всём мире (с периодическим отставанием или опережением по отдельным технологиям). Огромную роль связь играла во время Великой Отечественной войны, тогда же получила огромный импульс к развитию технологий — мы рассказывали об этом на Хабре. После войны в СССР, а затем и в РФ, сформировалась сильная научная и инженерная школа связистов, многие из которых внедряли в России сотовую связь и интернет, разрабатывали системы безопасности, работали со спецсвязью.
Не теряет актуальности. Кстати, таких плакатов было много, особенно в периоды Великой Отечественной войны и во время Холодной войны
Минутка ностальгии
У автора статьи был такой — чехословацкий аппарат Тесла с безумно приятным набором. Эстетика в чистом виде (как и все дисковые телефоны). Выкладывайте в комментариях свои пузатые, кнопочные, старые мобильные.
73!
Фото с Авито, потому что телефон автора был разобран на детский бизиборд :-)
P.S.: если в вашем городе есть музей связи, обязательно посетите его. В Москве это Музей истории телефона, в Нижнем Новгороде — Музей Нижегородская радиолаборатория НРЛ, музей связи в Доме Связи.
