Historia wskazuje, że informacja jest o wiele ważniejsza od siły armii. Napoleon przez brak pełnego rozeznania przegrał pod Waterloo, a Wład Palownik gonił wojska Turków po swoim terenie, aż ci się zmęczyli i zarządzili odwrót. Świat pewnie inaczej by wyglądał, gdyby w czasie Wojny Polsko-Rosyjskiej 4 Armia usłyszała rozkaz dołączenia do ataku, a nie parła dalej w kierunku Torunia. Wygrał też pierwszy który dowiedział się o krachu, wojnie czy innym zdarzeniu odbijającym się na rynkach. Informacja to potęga i zawsze tak było.

Jednak zawsze był też problem ze sposobem jej przekazywania. Sprawna komunikacja pozwoliła ludziom polować na dużo większe mamuty i była motorem napędowym rozwoju języka. Były jednak ograniczenia. Zasięg ludzkiego krzyku to około 200 metrów, ale w bitewnym zgiełku spada on nawet do kilkunastu metrów. Do tego dochodzi problem z zakłóceniami. O ile sam dźwięk usłyszymy, tak zrozumienie co nadawca miał nam do powiedzenia będzie kłopotliwe.

Ludzie byli tego świadomi od dawna - stąd stosowanie na polach bitew rogów, chorągiewek. gońców. Sun Zi określił komunikację w armii w ten sposób:

Ponieważ nie słyszą się nawzajem, mają bębny i gongi. Ponieważ nie widzą się nawzajem, mają flagi i proporce”. Bębny, gongi, flagi i proporce służą sprawnej komunikacji. Gdy ludzie są zjednoczeni, odważni nie rzucą się sami do boju, a bojaźliwi nie wycofają się jako jedyni.

Te rozwiązania sprawdzają się jednak w przypadku "niewielkich" bitew - kilka-kilkanaście tysięcy wojaków bije się aż jedna strona odpuści, rzuci się do ucieczki i da się wymordować. Bardziej śmiałe plany wymagają znacznie lepszego planowania i kolejności wykonywanych działań.

Wyobraźmy sobie taką sytuację: Wróg chce dokonać inwazji na nasz teren przy pomocy łodzi. Ma ich jednak zbyt mało by na raz przeprawić wszystkie wojska. Desantuje więc część armii i wraca po posiłki. Nasza flota jest zbyt słaba by zaatakować załadowane okręty, ale puste to co innego. Problemem jest jednak czas. O przybyciu wroga dowiadujemy się natychmiast, ale zanim nasze okręty otrzymają tę informację, wróg będzie już w połowie drogi do domu. By sprawnie przeprowadzić operację należałoby wysłać je zaraz po ataku, by dopaść je nim powrócą.

Taka informacja musi więc przebyć drogę kilku-kilkunastu kilometrów w ciągu góra kilku minut. Nie do zrobienia dla człowieka czy konia. I wtedy ogień wchodzi cały na biało. Generał umawia się z dowódcą floty, że jak tylko przybędzie pierwsza fala, zapali ognisko będące sygnałem dla niego by ruszył z flotą na spotkanie z przeciwnikiem. W ten sposób okręty przepadną, a inwazja skończy się nim się zacznie.

I tak, pierwszym "Telegrafem" były właśnie ogniska. Pozwalały one na przesył informacji nawet na kilkanaście kilometrów, a gdyby wykorzystać wiele węzłów - nawet dalej. Miały jednak dużą wadę, pozwalały tylko na 2 stany. Tak/Nie. Jak za pomocą ogniska przekazać, że w danym mieście panuje zaraza, lub gwardia się nagle zbuntowała? Jak wysłać za pomocą ogniska wiadomość o cenach zboża na rynku? Nie da się. Życie jest skomplikowane i nie da się przewidzieć wszystkiego.

Starożytni mieli tego świadomość i już w IV wieku przed naszą erą pojawił się pomysł wykorzystania zegara wodnego. Działało to tak: przygotowano wcześniej zestaw szklanych naczyń z otworami na dnie zabezpieczonymi korkiem. Do obu wkładano walec czy tabliczkę z zaznaczonymi poziomami. Tak przygotowany zestaw umieszczano na obu stacjach. Na walcach mogły być zaznaczone różne poziomy. Powiedzmy, że był to codzienny raport o stanie miasta. Na walcach były informacje takie jak, czy wszystko w porządku, przyślijcie posiłki, potrzebujemy wody, wysłaliśmy posłańca. Oczywiście mogły być też litery, ale komunikacja taka wymagała dużej ilości czasu i wprawy.

Zaproponowano więc inne rozwiązanie. Polibiusz stworzył system który wykorzystywał dwa rzędy po pięć pochodni. Pierwszy rząd wskazywał wiersz, a drugi kolumnę. Dzięki temu można było przesłać do 25 znaków, co jest oczywiście liczbą wystarczającą aby przesłać każdą literę alfabetu greckiego i przerwę między wyrazami. To rozwiązanie było o wiele szybsze i pozwalało na przesył większej ilości informacji niż poprzednie systemy. Niestety była to komunikacja na dosyć krótkie odległości i wymagała dużej sieci węzłów do sprawnego działania. Wad tych nie wyeliminowano aż do wynalezienia telegrafu elektrycznego.

Źródło

Starożytność chyliła się ku upadkowi i na kolejny przełom w komunikacji czekaliśmy aż do początku XVII wieku, kiedy to Francis Bacon opracował specjalny szyfr, wykorzystujący tylko 2 litery, A i B, lub jak kto woli, 2 zmiany. Aby wyrazić 32 znaki należało każdemu znakowi przyporządkować 5 elementowy układ dwustanowych wartości. był on podobny do tego wymyślonego przez Polibiusza, ale wymagał dobrego rozeznania stanów. Wygląda on następująco:

A = aaaaa
B = aaaab
C = aaaba
D = aaabb
E = aabaa
F = aabab
G = aabba
H = aabbb
I/J = abaaa
K = abaab
L = ababa
M = ababb
N = abbaa
O = abbab
P = abbba
Q = abbbb
R = baaaa
S = baaab
T = baaba
U/V = baabb
W = babaa
X = babab
Y = babba
Z = babbb

Na szczęście niedługo po wynalezieniu szyfru, odkryto teleskop. Przyrząd ten umożliwił nie tylko spojrzenie w gwiazdy, ale również zobaczenie co dzieje się w sąsiedniej wsi. I teoretycznie był to moment w którym można było rozpocząć budowę sieci semaforowej w Europie. Tak się jednak nie stało. Nie chcę tutaj rozstrzygać przyczyn, bo jest to temat dla historyków. Pierwszymi semaforami nikt nie był zainteresowany, dopiero w 1792 roku, czyli prawie 200 lat po stworzeniu szyfru Bacona pojawiła się pierwsza sieć z prawdziwego zdarzenia.

Francuz Claude Chappe opracował i zdobył fundusze na linię telegrafów optycznych z Lille do Paryża. Długość wynosiła 200 kilometrów, i składała się z 15 stacji. Pierwszą wiadomością przekazaną do Paryża była informacja o odbiciu jednego z miast. Wiadomość ta dotarła w czasie krótszym niż godzina, a nie kilku dni. System sprawdził się i był z powodzeniem wykorzystywany przez Napoleona podczas działań wojennych.

Sieć semaforów w Francji By Jeunamateur - Own work d'après "La télégraphie Chappe", FNHAR, 1993, CC BY-SA 3.0, Link

Sam semafor był ciekawą konstrukcją. Jego podstawą była wieża na której znajdowały się dwa czarne ramiona, zdolne do przyjmowania 7 różnych pozycji, oraz poprzeczna belka która mogła się ustawić w 4 różnych pozycjach.

Wieża semaforowa

Całkowita możliwa liczba symboli wynosiła więc 196 (7x7x4). I... był to zbyt skomplikowany system. Owszem, linia była bardzo szybka - około 30-40 minut na typową wiadomość, ale doświadczała masy błędów i była zależna od widoczności.

Kodowanie znaków By Patrick87 - Own work, CC BY-SA 3.0, Link

Podobny system opracowano w Anglii, jednak był on nieco bardziej skomplikowany, ale jednocześnie prostszy w obsłudze. Opierał się na tablicy z sześcioma przesłonami. Układ sześciu przesłon określał znak. Łącznie mozna było nadać 64 różne sygnały, w dosyć krótkim czasie. Był on też prostszy w obsłudze, bo nadawanie i odbieranie nie opierało się na ocenie w jakiej pozycji znajdują się ramiona tylko czy przesłona jest otwarta czy nie. System przesłonowy Murraya został jednak porzucony na rzecz zbliżonego bardziej do francuskiego - Systemu Pophama.

Semafor Murraya

Ciekawostką jest, że na w Zaborze rosyjskim istniała najdłuższa sieć telegrafów optycznych na Świecie. Linia Warszawa - Piotrograd miała 149 stacji i dawała zatrudnienie blisko dwóm tysiącom osób. Sam system był zakupiony za kwotę 120 tysięcy rubli - ogromną kwotę (niewielkie gospodarstwo kosztowało ~200 rubli) od Francji. Rosjanie jednak przerobili go na o wiele prostszy, używający 5 sygnałowego systemu kodowania znaków. Mapa dostępna tutaj

Źródło

Telegraf był przedłużeniem ręki Cara do sprawowania władzy nad niepokornymi Polakami. Działała od końca 1839 roku do około 1854 roku, kiedy to rozpoczęto budowę telegrafu elektrycznego, o tym jednak będzie w kolejnym artykule.

Polecam też zapoznać się z tym filmem z Khan Academy

Źródła:
https://wynalazki.andrej.edu.pl/index.php/wynalazki/36-t/610-telegraf-op
http://lopacinski.com/wordpress/?page_id=39
https://pl.wikipedia.org/wiki/Szyfr_Bacona
https://pl.wikipedia.org/wiki/Szachownica_Polibiusza
https://en.wikipedia.org/wiki/Semaphore_telegraph
https://pl.wikipedia.org/wiki/Telegraf_Chappe%E2%80%99a

• pl-nauka
• polish
• pl-artykuly
• pl-historia
• pl-tradycja