Kabel na dnie Atlantyku – jak wynalazek Morse’a zmienił na zawsze oblicze komunikacji

Zanim powstał telegraf

Stulecie sieci

Jednym z ważnych aspektów, które odróżniają XIX wiek od poprzednich jest powstawanie sieci komunikacyjnych, a także pierwszej prawdziwej sieci telekomunikacyjnej. (Osterhammel J., 2020: 4%)

Sieć jest zjawiskiem naturalnym – od komórek nerwowych, przez leśne grzybnie po relacje między organizmami w ekosystemie. Nic dziwnego, że ludzkość również zawsze budowała jakieś sieci. Najczęściej były to drogi, którymi przepływały towary, podróżowali biedni i bogaci, maszerowały wojska. Zdolność do połączenia kontynentu lub jego części siecią dróg jest wyróżnikiem cywilizacji.

W XIX wieku imperia zachodnie stworzyły nowe sieci, które zupełnie zmieniły oblicze cywilizacji i szybkość przepływu informacji. Dlatego obok innych określeń należy mu się przydomek „stulecia sieci”. Wszystko co w XX wieku zostanie rozwinięte i przyspieszone opiera się na wynalazkach i pracy XIX-wiecznych pionierów. Obok telegrafu, o którym powiem dalej, głównym osiągnięciem tamtego stulecia jest kolej żelazna i połączenia morskie, dzięki wprowadzeniu statków parowych.

Telekomunikacja przed telegrafem

Zanim rozpowszechniło się użycie telegrafu informacja kursowała przede wszystkim w korespondencji lub ustnie. Istniały formy porozumienia na odległość, ale były bardzo ograniczone jeżeli chodzi o zasięg i treść informacji. Do najprostszych można zaliczyć sygnały dźwiękowe. Używano do tego dzwonów, gongów, bębnów lub ludzkiego głosu. Informacja przekazana w ten sposób docierała do wszystkich, dlatego najczęściej wykorzystywano ją do obwieszczania przełomowych wydarzeń jak atak wroga, pożar, ale też narodziny czy ślub w rodzinie władców. Lokalne wieże mogły też wyznaczać pory dnia lub oddzielać czas codzienny od modlitewnego, jak bicie kościelnych dzwonów lub modlitewny zaśpiew z minaretu.

Na dłuższe odległości zwykle trzeba było przesłać informację fizycznie – za pomocą gońca, poczty konnej (powstanie sieci pocztowej to też późny wynalazek) lub gołębia pocztowego. (por. Worth R., 2006: s. 4-5)

Przekazanie zdalnej informacji na bardzo duże odległości zależało od lokalnych rozwiązań. Mogła do być sieć wież, w których rozpalano ogień lub wzgórz, z których przekazywano znaki dymne. Starożytni Grecy mieli nawet pomysł jak przesyłać poszczególne litery, ale metoda ta nie przyjęła się, ani nie przetrwała w późniejszych czasach.

Pod koniec XVIII wieku zaczęto eksperymentować z przekazywaniem bardziej precyzyjnych informacji na odległość. Najciekawszym urządzeniem był semafor, zaprojektowany przez francuskich wynalazców Claude’a i Ignace’a Chappe. Rewolucyjny rząd francuski przekazał środki na jego realizację i pierwsza sieć wież połączyła Paryż z Lille w 1792 roku. Działanie semafora polegało na różnorodnym ustawieniu trzech ramion. Każde ustawienie odpowiadało jednej literze alfabetu. Odbiorca na sąsiedniej wieży lub wzgórzu obserwował znaki przez lunetę, a następnie przekazywał je dalej. Przekazanie dłuższej wiadomości w ten sposób było żmudne, ale szybsze i bezpieczniejsze niż przewiezienie jej konno czy użycie gołębia pocztowego.

Ten tzw. telegraf optyczny lub telegraf Chappe’a też można zaliczyć do XIX-wiecznych wynalazków. Dopiero w następnym wieku zdobył sobie bowiem prawdziwą popularność w Europie. W połowie stulecia wyparł go jednak wynalazek Morse’a.

Samuel Morse i rewolucja w komunikacji

Elektryczność i informacja

Dziś trudno wyobrazić sobie świat bez prądu. Jeżeli nawet coś nie jest podłączone do sieci, to działa na baterię lub akumulator. Przez tysiące lat ludzie obywali się jednak bez energii elektrycznej. W przypadku komunikacji na odległość miało to swoje wady i zalety. Zaletą był brak kabla. Jeżeli ktoś chciał zatrzymać informację przekazywaną przez semafor, musiał fizycznie zdobyć wieżę lub wzgórze, a przynajmniej zniszczyć sygnalizator (lub sygnalistę) np. przez zbombardowanie takiego miejsca. W przypadku kabla wystarczy go po prostu przeciąć.

Największą zaletą przekazywania informacji za pomocą impulsów elektrycznych jest szybkość i precyzja. I ta wygrała z wolniejszymi, choć energooszczędnymi i trudniejszymi do zniszczenia semaforami.

Eksperymenty z elektrycznością prowadził już w połowie XVIII wieku Benjamin Franklin. W tym samym mniej więcej czasie szkocki naukowiec Charles Marshall stwierdził, że za pomocą prądu można zrobić narzędzie do komunikacji na odległość. Nigdy nie wypróbował swojego pomysłu. Na początku XIX wieku wielu pasjonatów eksperymentowało z elektromagnesami. Jednym z pierwszych praktycznych zastosowań tych eksperymentów był dzwonek elektryczny. Joseph Henry, wykładający matematykę i fizykę w Albany w stanie Nowy Jork, wykorzystał baterię (wymyśloną kilkanaście lat wcześnie przez Alessandro Voltę) i połączył ją z kablem, który prowadził do elektromagnesu po drugiej stronie. W pobliżu elektromagnesu znajdował się żelazny drążek i dzwonek. Przepuszczenie prądu od baterii do elektromagnesu przyciągało drążek, który uderzał w dzwonek. To była właściwie podstawowa zasada działania późniejszego telegrafu. (Worth R.: s. 8) Sprawdź także ten artykuł o 10 najważniejszych wynalazkach w dziejach ludzkości.

Wynalazek Morse’a

Samuel Morse był amerykańskim malarzem, który interesował się elektrycznością. Pomysł na szybkie przesyłanie informacji przyszedł mu do głowy podczas długiej podróży przez Atlantyk. W 1832 roku popłynął do Europy, wracając spotkał na pokładzie innego pasjonata elektryczności – naukowca Charlesa T. Jacksona i zaczęli wymieniać się informacjami na temat nowych odkryć w tej dziedzinie. (Worth R.: s. 10)

Wróciwszy do USA osiadł w Nowym Jorku, gdzie został nauczycielem sztuki. W wolnych chwilach budował w mieszkaniu prototyp telegrafu.

Mniej więcej w tym samym czasie brytyjski wynalazca Charles Wheatstone skonstruował własną wersję tego urządzenia. Było ono jednak dużo bardziej skomplikowane niż pomysł Morse’a. Wheatstone skonstruował urządzenie, w którym specjalna igła wskazywała odpowiednią literę w tabeli. Wymagało to dużo kabli i było dość powolną metodą.

Morse od początku wiedział, że do przesyłania informacji będzie potrzebny jakiś rodzaj kodu. Początkowo próbował kodować słowa za pomocą liczb, przedstawionych w postaci kropek i kresek. To zmuszało odbiorcę do korzystania ze słownika i bardzo spowalniało pracę. Ale za pomocą kropek i kresek można przecież po prostu zakodować alfabet. Jest to bardziej uniwersalne rozwiązanie i łatwiejsze do nauczenia. Tak powstał alfabet Morse’a.

Do prawidłowej konstrukcji samego urządzenia pomysłodawca potrzebował specjalisty. Pomógł mu konstruktor Alfred Vail. W 1844 roku pierwsza oficjalna linia telegraficzna była gotowa. Biegła w Waszyngtonu do Baltimore – ok. 71 km. Z pomocą nowego urządzenia Morse przekazał pierwszą wiadomość z Baltimore do stolicy: „Senator Henry Clay z Kentucky został nominowany na prezydenta”. (Worth R.: s. 13)

Henry Clay nie wygrał wyborów, co pod koniec tego samego roku zostało zakomunikowane telegraficznie z Waszyngtonu do Baltimore. Wiadomość i zainteresowanie nowym wynalazkiem rozchodziły się niemal tak szybko jak informacje wędrujące po złączach.

Kabel przez ocean

Wynalezienie nowego sposobu komunikacji bardzo przyspieszało łączność między poszczególnymi stanami. Swoją wersję rozwijali też Europejczycy. W kolejnych latach zaczęły powstawać firmy zajmujące się budowaniem sieci telegraficznej. W ciągu dziesięciu lat sieć łączyła wschodnie i zachodnie wybrzeże Stanów Zjednoczonych. Korzystały z nich gazety (zwłaszcza przekazujące wiadomości z frontu, toczącej się wojny z Meksykiem), używali ich biznesmeni, by zawiadomić o wysyłce towaru. W 1851 roku pierwszy stale działający kabel spoczął na dnie kanału La Manche. (Osterhammel J.: 4%) Jednak największym wyzwaniem okazało się połączenie kablem Ameryki i Europy.

Głównym motorem (i finansującym) przedsięwzięcia był biznesmen Cyrus Field. W 1857 roku położono pierwszy kabel między Nowym Jorkiem a Nową Funlandią. Kolejny etap obejmował przeprowadzenie kabla z Nowej Funlandii do Irlandii. Jest to odległość ok. 3,200 km. Nie obyło się bez przygód. Miedziany kabel, opakowany w elastyczną osłonę wymagał wielkiej ostrożności. Można sobie wyobrazić jak cienki, elastyczny materiał zmaga się z falami oceanu. Idea była taka, że dwa statki płynące z dwóch stron miały się spotkać pośrodku oceanu (nie było żadnej komunikacji zdalnej, możemy mieć tylko podziw dla zdolności nawigatorskich ówczesnych kapitanów). Po opuszczeniu Irlandii statek przepłynął 320 km, kiedy kabel złamał się niespodziewanie. Odzyskanie go z dna oceanu było absolutnie niemożliwe. Kabel udało się połączyć i położyć dopiero rok później. 16 sierpnia 1858 roku doszło do pierwszej wymiany telegraficznej między królową Wiktorią i prezydentem USA Jamesem Buchananem. Niestety i ten kabel uległ uszkodzeniu po kilku dniach. Cała historia wzbudziła tak negatywne nastroje, że kolejną próbę można było podjąć dopiero sześć lat później. Ostatecznie trwały i sprawnie działający kabel spoczął na dnie oceanu latem 1866 roku. Prędkość wiadomości wędrującej z Irlandii do wybrzeży Ameryki została skrócona z ok. 10 dni do ośmiu słów na minutę.