Jako przyjaciel Aleksandra Puszkina wynalazł pierwszy na świecie telegraf, detonację min elektrycznych i najbezpieczniejszy szyfr
Wynalazca pierwszego na świecie telegrafu i autor pierwszego w historii ludzkości zdetonowania miny za pomocą przewodu elektrycznego. Twórca pierwszego na świecie kodu telegraficznego i najlepszego tajnego szyfru XIX wieku. Przyjaciel Aleksandra Siergiejewicza Puszkina i twórca pierwszej w Rosji litografii (sposób powielania obrazów). Rosyjski huzar, który szturmował Paryż, pierwszy badacz buddyzmu tybetańskiego i mongolskiego w Europie, naukowiec i dyplomata. Wszystko to jest jedna osoba - Pavel Lvovich Schilling, wybitny rosyjski wynalazca epoki Puszkina i wojen napoleońskich. Być może jeden z ostatnich przedstawicieli galaktyki encyklopedystów, „uniwersalnych naukowców” Oświecenia, którzy pozostawili jasny ślad w wielu często odległych sferach światowej nauki i techniki.
Och, ile mamy wspaniałych odkryć
Przygotuj ducha oświecenia
I Doświadczenie, synu trudnych błędów, I Genius, przyjaciel paradoksów…
Te słynne wersety Puszkina, zdaniem większości badaczy twórczości wielkiego poety, dedykowane są Pawłowi Schillingowi i powstały w czasach, gdy ich autor udawał się z nim na wyprawę na Daleki Wschód, do granic Mongolii i Chin.
Wszyscy znają geniusz rosyjskiej poezji, podczas gdy jego uczony przyjaciel jest znacznie mniej znany. Chociaż w rosyjskiej nauce i historii słusznie zajmuje ważne miejsce.
Profil Pavla Schillinga narysowany przez A. Puszkina w albumie EN Uszakowej w listopadzie 1829 r.
Pierwsza na świecie kopalnia elektryczna
Przyszły wynalazca telegrafu urodził się na ziemiach Imperium Rosyjskiego w Rewalu 16 kwietnia 1786 r. Zgodnie z pochodzeniem i tradycją dziecku nadano imię Paul Ludwig, baron von Schilling von Kanstadt. Jego ojciec był niemieckim baronem, który przeszedł do służby rosyjskiej, gdzie doszedł do stopnia pułkownika i otrzymał najwyższe odznaczenie wojskowe za męstwo – Order Świętego Jerzego.
Kilka miesięcy po urodzeniu przyszły autor wielu wynalazków znalazł się w samym centrum Rosji, w Kazaniu, gdzie jego ojciec dowodził pułkiem piechoty Nizowski. Paul spędził tu całe dzieciństwo, tutaj został Pawłem, stąd w wieku 11 lat, po śmierci ojca wyjechał do Petersburga, aby uczyć się w korpusie kadetów. W dokumentach Imperium Rosyjskiego został odnotowany jako Pavel Lvovich Schilling – pod tym nazwiskiem wszedł do historii Rosji.
Podczas studiów Pavel Schilling wykazywał uzdolnienia matematyczne i topograficzne, dlatego po ukończeniu korpusu kadetów w 1802 r. został zapisany do świty Kwatermistrza Jego Cesarskiej Mości - prototypu Sztabu Generalnego, w którym zaangażowany był młody oficer sporządzanie map topograficznych i obliczeń łatowych.
W tamtych latach w centrum Europy szykowała się wielka wojna między napoleońską Francją a carską Rosją. A oficer Sztabu Generalnego Pavel Schilling zostaje przeniesiony do Ministerstwa Spraw Zagranicznych, jako sekretarz służy w ambasadzie rosyjskiej w Monachium, wówczas stolicy niepodległego państwa bawarskiego.
Schilling został członkiem naszego wywiadu wojskowego – wówczas funkcje dyplomaty i oficera wywiadu były jeszcze bardziej zagmatwane niż w naszych czasach. Bawaria była wówczas de facto wasalem Napoleona, a Petersburg musiał wiedzieć o sytuacji wewnętrznej i potencjale militarnym tego królestwa.
Ale Monachium w tym czasie było także jednym z ośrodków nauki niemieckiej. Obracając się w kręgach wyższych sfer młody dyplomata i oficer wywiadu, zapoznawał się nie tylko z arystokratami i wojskiem, ale także z wybitnymi naukowcami europejskimi swoich czasów. W rezultacie Pavel Schilling zainteresował się nauką języków orientalnych i eksperymentami z elektrycznością.
W tym czasie ludzkość dopiero odkrywała tajniki ruchu ładunków elektrycznych, rozmaite eksperymenty „galwaniczne” postrzegano raczej jako zabawną rozrywkę. Ale Pavel Schilling zasugerował, że iskra ładunku elektrycznego w przewodach może zastąpić knot prochowy w sprawach wojskowych.
Tymczasem rozpoczęła się wielka wojna z Napoleonem, w lipcu 1812 r. ambasada rosyjska została ewakuowana do Petersburga i tutaj Pavel Schilling od razu zaoferował swój wynalazek departamentowi wojskowemu. Zobowiązał się do zdetonowania ładunku prochowego pod wodą, aby można było stworzyć pola minowe, które mogłyby niezawodnie osłonić stolicę Imperium Rosyjskiego od morza. W szczytowym momencie II wojny światowej, kiedy wojska napoleońskie zajęły Moskwę, w Sankt Petersburgu nad brzegiem Newy przeprowadzono kilka pierwszych na świecie eksperymentalnych eksplozji ładunków prochowych pod wodą z użyciem elektryczności.
Mapy dla armii rosyjskiej
Eksperymenty z kopalniami elektrycznymi zakończyły się sukcesem. Współcześni nazywali je „zapłonem dalekiego zasięgu”. W grudniu 1812 r. utworzono Batalion Saperów Straży Życia, w którym kontynuowano dalsze prace nad eksperymentami Schillinga dotyczącymi bezpieczników elektrycznych i detonacji. Sam autor wynalazku, porzuciwszy wygodny stopień dyplomatyczny, zgłosił się na ochotnika do armii rosyjskiej. W randze kapitana-kapitana pułku huzarów sumskich w latach 1813-1814 stoczył wszystkie główne bitwy z Napoleonem w Niemczech i Francji. Za bitwy na obrzeżach Paryża kapitan Schilling otrzymał bardzo rzadką i zaszczytną nagrodę - broń osobistą, szablę z napisem „Za odwagę”. Ale jego wkład w ostateczną klęskę armii napoleońskiej polegał nie tylko na odwadze ataków kawalerii - to Pavel Schilling dostarczył armii rosyjskiej mapy topograficzne do ofensywy we Francji.
„Bitwa pod Fer-Champenoise”. Obraz V. Timma
Wcześniej mapy były sporządzane ręcznie, a na zaopatrzenie w nie wszystkich licznych rosyjskich jednostek nie było ani czasu, ani wymaganej liczby wykwalifikowanych specjalistów. Pod koniec 1813 r. oficer husarski Schilling poinformował cara Aleksandra I, że pierwsze na świecie udane eksperymenty litograficzne – kopiowanie rysunków – przeprowadzono w niemieckim Mannheim.
Istotą tej najnowszej jak na tamte czasy technologii było nanoszenie rysunku lub tekstu na specjalnie wyselekcjonowany i wypolerowany wapień specjalnym tuszem „litograficznym”. Następnie powierzchnia kamienia jest „wytrawiana” - poddawana specjalnej obróbce chemicznej. Wytrawione obszary nie pokryte farbą litograficzną po takiej obróbce odpychają farbę drukarską, a w miejscach, w których naniesiono rysunek, farba drukarska łatwo przylega. Umożliwia to szybkie i sprawne wykonanie licznych odbitek rysunków z takiego „kamienia litograficznego”.
Z rozkazu cara Pavel Schilling wraz ze szwadronem huzarów przybył do Mannheim, gdzie odnalazł specjalistów, którzy wcześniej brali udział w eksperymentach litograficznych i niezbędny sprzęt. Na tyłach armii rosyjskiej, pod dowództwem Schillinga, szybko zorganizowali produkcję dużej liczby map Francji, pilnie potrzebnych w przededniu decydującej ofensywy przeciwko Napoleonowi. Pod koniec wojny warsztat stworzony przez Schillinga przeniesiono do Petersburga, do Wojskowej Składnicy Topograficznej Sztabu Generalnego.
Najsilniejszy szyfr XIX wieku
W schwytanym przez Rosjan Paryżu, gdy wszyscy świętują zwycięstwo, husarz Schilling przede wszystkim poznaje francuskich naukowców. Szczególnie często, na podstawie zainteresowania elektrycznością, komunikuje się z Andre Ampere, człowiekiem, który wszedł do historii światowej nauki jako autor terminów „prąd elektryczny” i „cybernetyka”, którego nazwisko potomkowie będą nazywać jednostka miary natężenia prądu.
André Ampere. Źródło: az.lib.ru
Ale oprócz „elektrycznego” hobby naukowiec-huzar Schilling ma nowe duże zadanie – bada trofeum francuskie szyfry, uczy się rozszyfrowywać obcych i tworzy własne metody kryptografii. Dlatego wkrótce po klęsce Napoleona husarz Schilling zdejmuje mundur i wraca do Ministerstwa Spraw Zagranicznych.
W rosyjskim MSZ oficjalnie zajmuje się tworzeniem drukarni litograficznej - w działalności dyplomatycznej znaczną jej część stanowiła wówczas ożywiona korespondencja, a techniczne kopiowanie dokumentów pomogło przyspieszyć prace i ułatwić pracę wielu skrybów. Jak żartowali znajomi Schillinga, litografia na ogół dawała mu się ponieść, ponieważ jego aktywna natura nie wytrzymywała żmudnego ręcznego przepisywania: litografii, która w tamtych czasach była prawie nikomu znana…”.
Ale stworzenie litografii dla Ministerstwa Spraw Zagranicznych stało się tylko zewnętrzną częścią jego pracy. W rzeczywistości Pavel Schilling pracuje w Tajnej Ekspedycji jednostki cyfrowej - tak nazywał się departament szyfrowania MSZ. To właśnie Schilling jako pierwszy w historii światowej dyplomacji wprowadził do praktyki posługiwania się specjalnymi szyframi bigramowymi – gdy według złożonego algorytmu pary liter są szyfrowane cyframi, ale nie ułożone w rzędzie, ale w kolejność innego danego algorytmu. Takie szyfry były tak skomplikowane, że były używane aż do pojawienia się elektrycznych i elektronicznych systemów szyfrowania podczas II wojny światowej.
Teoretyczna zasada szyfrowania bigram była znana na długo przed Schillingiem, ale w przypadku pracy ręcznej była tak skomplikowana i czasochłonna, że nie była wcześniej stosowana w praktyce. Schilling wynalazł specjalne mechaniczne urządzenie do takiego szyfrowania - składany stół przyklejony na papierze, który umożliwiał łatwe szyfrowanie bigramów.
Jednocześnie Schilling wzmocnił dodatkowo szyfrowanie bigramowe: wprowadził „manekiny” (szyfrowanie pojedynczych liter) oraz dodanie tekstu z chaotycznym zestawem znaków. W rezultacie szyfr taki stał się tak stabilny, że europejscy matematycy nauczyli się go łamać ponad pół wieku, a sam Pavel Schilling słusznie zasłużył sobie na miano najwybitniejszego rosyjskiego kryptografa XIX wieku. Kilka lat po wynalezieniu przez Schillinga nowych szyfrów używali nie tylko rosyjscy dyplomaci, ale także wojsko. Nawiasem mówiąc, to właśnie ciężka praca nad szyframi uratowała Pawła Schillinga przed modnymi ideami dekabrystów i być może uratowała wybitną osobę dla Rosji.
„Rosyjski Cagliostro” i Puszkin
Wszyscy znani mu współcześni, którzy opuścili swoje wspomnienia, zgadzają się, że Pavel Lvovich Schilling był osobą niezwykłą. A przede wszystkim wszyscy zauważają jego niezwykłą towarzyskość.
Zaimponował wysokim towarzystwom Sankt Petersburga umiejętnością gry w szachy kilka partii naraz, bez patrzenia na szachownice i zawsze wygrywając. Schilling, który uwielbiał się bawić, bawił petersburskie społeczeństwo nie tylko grami i ciekawymi historiami, ale także różnymi eksperymentami naukowymi. Cudzoziemcy nazywali go „rosyjskim Cagliostro” – za tajemnicze eksperymenty z elektrycznością i poznanie tajemniczego wówczas Dalekiego Wschodu.
Pavel Schilling zainteresował się krajami wschodnimi, czyli, jak mówiono wówczas, „orientalnymi” krajami jako dziecko, kiedy dorastał w Kazaniu, będącym wówczas centrum rosyjskiego handlu z Chinami. Jeszcze podczas służby dyplomatycznej w Monachium, a potem w Paryżu, gdzie mieścił się wówczas czołowy europejski ośrodek orientalistyki, Pavel Schilling uczył się języka chińskiego. Jako kryptograf, specjalista od szyfrów, przyciągały go tajemnicze hieroglify i niezrozumiałe orientalne rękopisy.
Rosyjski dyplomata Schilling realizował swoje zainteresowanie Wschodem. Po ustanowieniu nowego szyfru, w 1830 zgłosił się na ochotnika do kierowania misją dyplomatyczną na granice Chin i Mongolii. Większość dyplomatów wolała oświeconą Europę, więc król bez wahania zatwierdził kandydaturę Schillinga.
Jednym z uczestników wyprawy wschodniej miał być Aleksander Siergiejewicz Puszkin. Wciąż zajmując się litografią, Schilling nie mógł się oprzeć "aktowi chuligańskiemu", pisał ręcznie i reprodukował litograficznie wiersze Wasilija Lwowicza Puszkina - wuja Aleksandra Siergiejewicza Puszkina, znanego pisarza w Moskwie i Petersburgu. Tak narodził się pierwszy rękopis w języku rosyjskim, zreprodukowany przez techniczne kopiowanie. Po pokonaniu Napoleona i powrocie do Rosji Wasilij Puszkin przedstawił Schillinga swojemu siostrzeńcowi. Znajomość Aleksandra Puszkina z Schillingiem przerodziła się w długą i silną przyjaźń.
7 stycznia 1830 r. Puszkin zwrócił się do szefa żandarmów Benckendorffa z prośbą o zapisanie go do wyprawy Schillinga: „…Prosiłbym o pozwolenie na wizytę w Chinach z jadącą tam ambasadą”. Niestety car nie umieścił poety na liście członków misji dyplomatycznej na pograniczu Mongolii i Chin, pozbawiając potomków wierszy Puszkina o Syberii i Dalekim Wschodzie. Zachowały się tylko strofy, napisane przez wielkiego poetę o jego pragnieniu odbycia długiej podróży razem z ambasadą Schillinga:
Chodźmy, jestem gotowy; gdziekolwiek jesteś, przyjaciele, Gdziekolwiek chcesz, jestem na Ciebie gotowa
Śledź wszędzie, uciekając wyniośle:
Do podnóża muru odległych Chin …
Pierwszy na świecie praktyczny telegraf
Wiosną 1832 r. ambasada Dalekiego Wschodu, w skład której wchodził także przyszły założyciel rosyjskiej sinologii, archimandryta Nikita Bichurin, wróciła do Petersburga, a pięć miesięcy później, 9 października, odbyła się pierwsza demonstracja pracy jego odbył się pierwszy telegraf. Wcześniej Europa próbowała już tworzyć urządzenia do przesyłania sygnałów elektrycznych na odległość, ale wszystkie takie urządzenia wymagały osobnego przewodu do przesyłania każdej litery i znaku - czyli kilometr takiego "telegrafu" wymagał około 30 km przewody.
Nikita Biczurin. Źródło: az.lib.ru
Telegraf wynaleziony przez Schillinga wykorzystywał tylko dwa przewody - był to pierwszy działający model, który można było wykorzystać nie tylko do eksperymentów, ale także w praktyce. Transmisja danych była realizowana za pomocą różnych kombinacji ośmiu czarno-białych klawiszy, a odbiornik składał się z dwóch strzałek, sygnały przesyłane przewodami były wyświetlane według ich położenia względem czarno-białego dysku. W rzeczywistości Schilling jako pierwszy na świecie użył kodu binarnego, na podstawie którego działa dziś cała technologia cyfrowa i komputerowa.
Już w 1835 roku telegraf Schillinga połączył teren rozległego Pałacu Zimowego i sam pałac z Admiralicją i pod przewodnictwem ministra marynarki wojennej powołano Komitet do rozpatrzenia telegrafu elektromagnetycznego. Zaczęli przeprowadzać pierwsze eksperymenty z układaniem kabla telegraficznego pod ziemią i w wodzie.
Jednocześnie prace nie ustały nad zaproponowaną przez Schillinga metodą elektrycznej detonacji min morskich. 21 marca 1834 r. na Kanale Obwodnym w pobliżu Ławry Aleksandra Newskiego w Petersburgu wynalazca zademonstrował carowi Mikołajowi I elektryczną detonację min podwodnych. Od tego momentu w Rosji rozpoczęły się aktywne prace nad tworzeniem podwodnych pól minowych.
W 1836 roku Schilling otrzymał kuszącą ofertę za duże pieniądze na rozpoczęcie prac nad wprowadzeniem wynalezionego przez siebie telegrafu w Anglii. Jednak autor wynalazku odmówił opuszczenia Rosji i podjął się projektu zorganizowania pierwszego dużego telegrafu między Peterhofem a Kronsztadem, dla którego planował ułożyć przewody wzdłuż dna Zatoki Fińskiej.
Telegraf Pawła Schillinga. Źródło: pan-poznavajka.ru
Projekt takiego telegrafu został zatwierdzony przez cara 19 maja 1837 r. Schilling jako pierwszy na świecie zaproponował w swoim kablu podmorskim izolację przewodów gumą, naturalną gumą. W tym samym czasie Schilling ogłosił projekt połączenia telegraficznego Peterhofu z Petersburgiem, w ramach którego planował powiesić drut miedziany na izolatorach ceramicznych na słupach wzdłuż drogi Peterhof. Była to pierwsza na świecie propozycja nowoczesnego typu sieci elektrycznej! Ale wtedy carscy urzędnicy uznali projekt Schillinga za szaloną fantazję. Adiutant generał Peter Kleinmichel, ten sam, który wkrótce zbuduje pierwszą linię kolejową między Moskwą a Petersburgiem, roześmiał się i powiedział do Schillinga: „Mój drogi przyjacielu, twoja propozycja to szaleństwo, twoje przewody powietrzne są naprawdę śmieszne”.
Pavel Schilling nigdy nie widział realizacji swoich wizjonerskich pomysłów. Zmarł 6 sierpnia 1837 r., przeżywszy bardzo krótko swojego przyjaciela Aleksandra Puszkina. Wkrótce po śmierci rosyjskiego wynalazcy sieci telegraficzne zaczęły otaczać glob, a elektryczne miny podwodne wynalezione przez niego podczas wojny krymskiej w latach 1853-1856 niezawodnie chroniły Petersburg i Kronsztad przed flotą brytyjską, która wówczas zdominowała Bałtyk.
