Autor: Marek Grajek
Tagi: XIX wiek, Historia nauki i techniki, Historia wojskowości, Artykuły
Opublikowany: 2014-01-06 12:45
Licencja: wszystkie prawa zastrzeżone

Zanim powstała Enigma - początki szyfrów telegraficznych

Już w starożytności korzystano z szyfrów, aby przechytrzyć przeciwnika i wygrać wojnę. XIX wiek przyniósł ze sobą błyskotliwy rozwój telegrafu. Teraz można więc było stosować szyfry przenoszące tajne wiadomości na daleko większe odległości. Stawka w wojnie wywiadów wzrosła...

Samuel Morse
Problemy, jakie w trakcie amerykańskiej wojny secesyjnej Albert Myer miał ze znalezieniem telegrafistów biegłych w nadawaniu w kodzie Morse’a, nie były wyłącznie jego udziałem. Zaletę urządzenia Morse’a stanowiła prostota gwarantująca niezawodność działania i łatwość instalacji linii telegraficznej. Ceną prostoty była jednak konieczność nadawania depesz w specjalnym kodzie, rożnym od naturalnego języka. Szkolenie telegrafisty zabierało sporo czasu, a nawet po jego zakończeniu szybkość przesyłania depesz była ograniczona. W dobie Internetu profesja telegrafisty sytuuje się obok zawodu bednarza, kołodzieja i płatnerza, jednak nadal są organizowane kursy telegrafii Morse’a dla radioamatorów. Na egzaminie od początkujących kandydatów wymaga się nadawania w tempie około 5 słów na minutę, dla bardziej zaawansowanych wymagane tempo rośnie do 12 słów (przy założeniu, że jedno słowo odpowiada średnio 5 znakom). Konieczność żmudnego treningu operatorów oraz ograniczona szybkość nadawania sprawiły, że musiały pojawić się konstrukcje alternatywne w stosunku do pomysłu Morse’a.

W rzeczywistości historia telegrafu rozpoczęła się właśnie od konstrukcji poprzedników i współzawodników Morse’a, które z czasem przegrały konkurencję z zaprojektowanym przezeń urządzeniem. Wspólną cechą wyróżniającą większości z nich był sposób wprowadzania i odczytywania znaków. Stosowano z reguły rozwiązanie zawierające tarczę, na której obwodzie umieszczono znaki alfabetu telegraficznego. Nadawca przesuwał ruchomą wskazówkę urządzenia do kolejnej litery tekstu, a wskazówka w urządzeniu odbiorczym naśladowała pozycję wskazówki nadawcy. Przed ich upowszechnieniem pojawiła się na krótko idea telegrafii elektrochemicznej, w której zamknięcie obwodu było sygnalizowane przez bąbelki wodoru powstałe wskutek elektrolizy wody. Jeden z wynalazców tego typu urządzenia, Samuel Thomas von Soemmering, usiłował przekonać do swego wynalazku Napoleona, ten jednak odrzucił propozycję, określając pomysł jako une idee germanique. W latach trzydziestych XIX wieku dwóch Brytyjczyków, William Fothering Cooke i Charles Wheatstone, miało okazję oglądać demonstrację telegrafu von Soemmeringa. Uznali jego pomysł za inspirujący, lecz niepraktyczny. Wspólnie opatentowali w 1837 roku telegraf igłowy, w którym prąd przepływający w sześciożyłowym kablu ustawiał dwie z pięciu igieł urządzenia w pozycji wskazującej na jedną z dwudziestu liter. Urządzenie zainstalowane pomiędzy londyńską stacją Paddington a West Drayton przekazało pierwsze depesze 9 lipca 1839 roku – była to pierwsza funkcjonująca linia telegraficzna w świecie. Na przeszkodzie komercyjnemu sukcesowi stanęła konieczność użycia sześciu izolowanych przewodów. Świadomi ograniczenia własnej konstrukcji wynalazcy opracowali model jednoigłowy, wykorzystujący dwie żyły. Opatentowali go

Samuel Thomas von Soemmering
jednak dopiero w 1845 roku, już po premierze urządzenia Morse’a, z którym ich wynalazek miał ostatecznie przegrać konkurencję1. Ale walka o dominację była zacięta; jeszcze pod koniec XIX wieku w świecie używano około 15 tysięcy urządzeń konstrukcji Cooke’a–Wheatstone’a, a ostatnie z nich wyszły z użytku dopiero w latach trzydziestych XX wieku.

Choć przed 1845 rokiem i bezpośrednio po nim opracowano w świecie ponad 60 rożnych konstrukcji telegrafu, urządzenia ze wskaźnikiem igłowym przez dłuższy czas stanowiły jedyną liczącą się konkurencję dla koncepcji Morse’a. Do ich rodziny należał m.in. skonstruowany w 1860 roku telegraf Beardslee, który major Myer usiłował wykorzystać w trakcie amerykańskiej wojny secesyjnej. Niewątpliwym plusem wynalazku było zastosowanie izolowanego przewodu, który nie wymagał użycia izolatorów na podporach; na polu bitwy linię rozwieszano na stawianych naprędce tyczkach lub gałęziach drzew. Inną zaletą konstrukcji Beardslee był brak baterii – urządzenie zasilała prądnica prądu stałego. Okazało się to zresztą jego słabym punktem; zasilanie wystarczało dla uzyskania zaledwie kilkumilowego zasięgu; przy dłuższych liniach pojawiały się przekłamania uniemożliwiające poprawny odbiór depeszy. Jednak największą słabością telegrafu Beardslee była mała szybkość nadawania, zaledwie około 5 słów na minutę. Ograniczenia urządzenia nie pozwalały mu skutecznie rywalizować z konstrukcją Morse’a, która wygrała wyścig także z innymi, konkurencyjnymi koncepcjami. W rezultacie najbardziej klasycznym wśród związanych z historią telegrafu zabytkiem przechowywanym we współczesnych muzeach i prywatnych kolekcjach jest tradycyjny klucz telegraficzny.

Wynalazek, który miał z czasem usunąć klucz w cień, pojawił się w połowie XIX wieku i był dziełem człowieka łączącego w sobie wiele talentów. David E. Hughes był z pochodzenia Walijczykiem, choć urodzonym w Londynie i mieszkającym od ukończenia siódmego roku życia w Stanach Zjednoczonych. Jak przystało Walijczykowi, wykazywał ponadprzeciętny talent muzyczny – już w wieku kilku lat świetnie grał na harfie, co umożliwiło mu objęcie w wieku 19 lat posady profesora muzyki w Joseph’s College w Bardstown w Kentucky. Jego pasją stały się jednak eksperymenty fizyczne i musiał wykazywać w nich znaczną konsekwencję oraz pomysłowość, skoro zaledwie rok później objął w szkole także posadę profesora fizyki. W 1855 roku opracował urządzenie, które z czasem zrewolucjonizowało telegrafię. Liczni wynalazcy trudzili się nad konstrukcją telegrafu, którego użycie nie wymagałoby znajomości kodu Morse’a, a transmitowane znaki były wyświetlane bezpośrednio w urządzeniu odbiorczym. Hughes poszedł o krok dalej – jego telegraf nie wyświetlał transmitowanych znaków, lecz drukował je na taśmie papierowej. Istotą jego pomysłu było wykorzystanie koła, na którego zewnętrznej powierzchni wygrawerowano wszystkie znaki alfabetu. Identyczne koła w aparacie nadawczym i odbiorczym obracały się synchronicznie ze stałą prędkością około 2 obrotów na sekundę. Kiedy naprzeciw taśmy papierowej znajdował się znak odpowiadający właśnie nadawanemu, mechanizm sprzęgła powodował przyciśnięcie koła do papieru i wydrukowanie znaku; jednocześnie taśma była przesuwana o jedną pozycję. Po odebraniu całej depeszy i pocięciu taśmy na odpowiednie kawałki można było nakleić je na arkusz papieru, uzyskując czytelny dla każdego tekst wiadomości. Obok drukowania tekstu depeszy najważniejszą nowością w telegrafie Hughesa był sposób nadawania kolejnych znaków. Jako uzdolniony muzyk wynalazca nie miał szczególnych wahań; wyposażył swoje urządzenie w klawiaturę przypominającą fortepian, tyle że liczącą jedynie 28 klawiszy – każdy klawisz odpowiadał jednemu znakowi używanego

przez urządzenie alfabetu.

David Edward Hughes
Hughes dokonał później co najmniej dwóch znaczących odkryć i wynalazków. W 1878 roku udoskonalił telefon Bella, wyposażając go w mikrofon węglowy. Jeszcze bardziej doniosłe mogły okazać się eksperymenty prowadzone przezeń rok później, kiedy Hughes przesyłał fale elektromagnetyczne na odległość kilkuset metrów. Nie bardzo potrafił wyjaśnić teoretyczne podstawy obserwowanych zjawisk, toteż nie opublikował wyników swych doświadczeń, odstępując w ten sposób przywilej wynalezienia radia Marconiemu. Jako swego rodzaju nagroda pocieszenia pozostało mu członkostwo i (od 1880 roku) stanowisko prezesa Królewskiego Towarzystwa Naukowego w Londynie. Ale jego wynalazek wywarł istotny wpływ na rozwój telegrafii w Stanach Zjednoczonych. Hughes opatentował swe urządzenie w okresie gwałtownej konsolidacji telegraficznego biznesu. Pomiędzy 1853 a 1857 rokiem sześć największych kompanii telegraficznych w Stanach Zjednoczonych stopniowo przyłączyło się do paktu sześciu narodów – monopolistycznego porozumienia o podziale stref wpływów. Jeden z uczestników porozumienia, American Telegraph Company, przyjął system Hughesa jako podstawę dla swojej sieci, co pozwoliło mu przejść do drugiej rundy rozgrywki o pełen monopol. Do 1864 roku na placu boju pozostały zaledwie dwie firmy z pierwotnej szóstki – American Telegraph Company i Western Union oraz powstała z połączenia pozostałych graczy United States Telegraph Company. Dwa lata później Western Union połknął obu konkurentów, ustanawiając pierwszy w Stanach Zjednoczonych ogólnokrajowy monopol. Razem z liniami i klientami konkurencyjnych spółek przejął jednak także ich technologię, co przyczyniło się do sukcesu telegrafu Hughesa. Jego wynalazca powrócił w międzyczasie do Europy i zdołał upowszechnić swój wynalazek w głównych krajach kontynentu. Sukces urządzenia ugruntowała decyzja podjęta w trakcie drugiego ogólnego kongresu ITU w 1868 roku, zalecająca użycie telegrafu Hughesa w głównych połączeniach międzynarodowych. Dominacja wynalazku Walijczyka miała trwać do lat trzydziestych XX wieku.

Emile Baudot
Kolejny milowy krok w rozwoju telegrafii miał uczynić Francuz, Jean Maurice Emile Baudot. W 1870 roku, w wieku 24 lat, rozpoczął pracę we francuskim urzędzie telegraficznym. Do tej pory nie miał wiele wspólnego z nauką i techniką. Urodzony w chłopskiej rodzinie, ukończył szkołę podstawową, a większość doświadczeń życiowych czerpał z pracy w gospodarstwie ojca. Ale szybko nadrabiał braki – już w 1874 roku opatentował dwa wynalazki, które miały przynieść mu sławę i zapoczątkować nową gałąź ewolucji urządzeń telegraficznych. Baudot zauważył, że nawet przy nadawaniu depeszy przez wprawnego i wydajnego telegrafistę kosztowna linia pozostaje w stanie pasywnym przez większość czasu, który mógłby być wykorzystany dla równoległego nadawania innych depesz. Zaprojektował zatem rozdzielacz, w którym kontakt umieszczony na wirującej osi stykał się kolejno z pięcioma nieruchomymi i umieszczonymi na obwodzie koła stykami. Wirujący kontakt podłączony był do linii telegraficznej, a pięć styków można było podłączyć do pięciu niezależnie działających nadajników, wykorzystując jedną linię do równoczesnego transmitowania pięciu depesz. Najbardziej ówcześnie rozpowszechniony kod Morse’a nie nadawał się do współpracy z urządzeniem Baudota. Wysłanie litery E wymagało nadania tylko jednej kropki. Ale np. litery J, Q i Y odpowiadały trzem kreskom i jednej kropce, nadawanym w rożnej kolejności. Nadanie każdego znaku wymagało rożnego czasu, utrudniając synchronizację z ruchem rozdzielacza.

Baudot musiał znaleźć inny sposób zapisu znaków, w którym czas transmisji każdego z nich byłby jednakowy. Opracował więc kod, który przeszedł do historii pod jego nazwiskiem. Sposób konstrukcji kodu Baudota najłatwiej zrozumieć, śledząc sposób nadawania znaków. Wynalazca skorzystał z rozwiązania znanego już z urządzeń Hughesa – użył klawiatury przypominającej fortepianową, tyle tylko, że zamiast liczby przycisków równej liczbie znaków w alfabecie telegraficznym, klawiatura Baudota zawierała zaledwie pięć klawiszy: dwa obsługiwane dwoma palcami lewej ręki operatora (wskazującym i środkowym) i trzy – prawej (wskazującym, środkowym i serdecznym). W telegrafie Hughesa nadanie dowolnego znaku wymagało naciśnięcia odpowiadającego mu klawisza; w urządzeniu Baudota należało nacisnąć kombinację klawiszy odpowiadającą danemu znakowi. Znakowi A odpowiadała kombinacja, w której operator naciskał jedynie klawisz pod palcem wskazującym prawej ręki. Aby nadać znak P, należało nacisnąć wszystkie pięć klawiszy.

Operator telegrafu Baudota musiał wykazać się doskonałym poczuciem rytmu. Do jednego rozdzielacza przyłączano do pięciu klawiatur. Każdy z pięciu operatorów dysponował ograniczonym okienkiem czasu, w którym winien nadać kolejny znak. Pomagał mu w tym sygnał dźwiękowy przekazywany z rozdzielacza do klawiatury, sygnalizujący początek przedziału nadawania. Ale możliwość równoczesnego przekazywania do pięciu depesz za pośrednictwem jednej linii telegraficznej nie była jedyną nowością w konstrukcji Baudota. Telegraf Hughesa dysponował alfabetem 28 znaków, później rozszerzonym do 32 symboli. Kod Morse’a w swoim bazowym wydaniu także umożliwiał wyłącznie transmisję dużych liter alfabetu łacińskiego (choć później pojawiły się jego rozszerzenia pozwalające transmitować także cyfry i znaki specjalne). W epoce Baudota nadawanie liter, cyfr i niektórych znaków specjalnych było już koniecznością, toteż wynalazca dokonał pomysłowego rozszerzenia zaprojektowanego alfabetu. Pięć klawiszy urządzenia pozwalało na zdefiniowanie 25=32 kombinacji odpowiadających znakom: zbyt mało dla przedstawienia liter, liczb i znaków specjalnych. Baudot zarezerwował dwie kombinacje jako symbole specjalne, powodujące przełączenie stanu urządzenia odbiorczego pomiędzy rejestrem liter i liczb. Kombinacje te funkcjonowały mniej więcej tak samo, jak klawisz Caps Lock we współczesnej klawiaturze komputerowej; po wykryciu znacznika odpowiadającego trybowi liczb kolejne odbierane znaki były interpretowane jako liczby i znaki specjalne. Odebranie znacznika trybu znaków powodowało, że następne odebrane kombinacje były interpretowane jako litery. 7

Carl Friedrich Gauss
Wypada dodać, że wykorzystana przez Baudota struktura kodu nie pochodziła bezpośrednio od niego. W 1833 roku książę matematyków, sam wielki Carl Friedrich Gauss, zabawiał się eksperymentami z telegrafią. Jego partnerem był profesor fizyki Wilhelm Eduard Weber. Obaj profesorowie połączyli swe odległe o około 60 metrów pracownie w Getyndze przewodami, obserwując przez teleskop odchylenie zwierciadeł skonstruowanego wspólnie magnetometru pod wpływem prądu przesyłanego linią. W świetle dzisiejszych standardów był to niezwykle skomplikowany, ale skuteczny sposób przesyłania informacji. Gauss był świadomy potencjału jego rozwoju, wskazując, że metoda może być użyteczna do przesyłania informacji „niezależnie od pogody i czasu dnia, nawet przy zamkniętych oknach, umożliwiając transmisję wiadomości na odległość wielu mil, na przykład z Petersburga do Odessy”. Wielki matematyk zaprojektował przy tej okazji pięć rożnych kodów, wykorzystujących rożną liczbę zwierciadeł, do transmisji użytecznych informacji. Poł wieku później jego idea została podchwycona przez francuskiego wynalazcę.

System Baudota szybko odniósł sukces. Zaakceptowany przez francuską administrację telegrafów w 1875 roku, w listopadzie następnego roku przeszedł z powodzeniem testy na trasie Paryż–Bordeaux. Jeszcze w tym samym roku telegrafy Baudota zostały zainstalowane na liczącej 1700 kilometrów trasie Paryż–Rzym, a w 1878 roku wynalazca zdobył złoty medal na odbywającej się w Paryżu wystawie światowej. Najważniejsze jest jednak, że system Baudota przeżył swego twórcę. W końcówce XIX wieku nie używano jeszcze określenia „binarny”, jednak nowy kod telegraficzny był pierwszym w historii, w którym zastosowano system dwójkowy do przedstawienia znaków języka naturalnego. Wcześniej kod Morse’a otarł się o to miano, jednak obok kropek i kresek, które można interpretować jako odpowiedniki zer i jedynek, rolę grają w nim także odstępy czasowe pomiędzy poszczególnymi elementami. W kodzie Baudota naciśnięty klawisz można interpretować jako binarną jedynkę, a zwolniony – jako zero. Każdą kombinację klawiszy można przedstawić jako pięciocyfrową liczbę binarną; np. A z tabeli na poprzedniej stronie można przedstawić jako 00100, P – jako 11111 itd. Kod ASCII, w którym komunikujemy się ze współczesnymi komputerami, stanowi rozwinięcie kodu Baudota, w którym znaki reprezentowane są jako ośmiocyfrowe liczby binarne. Przy okazji – także drugie osiągnięcie wynalazcy, zwielokrotnienie szybkości transmisji telegraficznej – zostało upamiętnione i funkcjonuje w naszej świadomości do dnia dzisiejszego. Na kongresie ITU w Berlinie w 1926 roku jednostce prędkości przesyłu danych w sieciach telegraficznych nadano pochodzącą od nazwiska wynalazcy nazwę „baud”. Do dziś wyraża się w niej szybkość transmisji danych, m.in. w modemach komputerowych.

Kiedy Baudot pracował nad swoim rozdzielaczem i kodem, ostatni element telegrafii, jaką pamiętamy, czekał już gotowy. Kilku wynalazców przed nim zauważyło, że ze względu na ograniczenie szybkości nadawania znaków przez operatora linia telegraficzna wykorzystywana jest w niewielkiej części swej teoretycznej przepustowości. Jako pierwszy rozwiązanie problemu zaproponował współwynalazca telegrafu dwuigłowego, Charles Wheatstone. W 1858 roku opatentował „szybkie, automatyczne urządzenie drukujące”, w którym operator najpierw przygotowywał tekst telegramu perforując kolejne znaki na taśmie papierowej, bez konieczności zajmowania linii, następnie zakładał przygotowaną taśmę na urządzenie nadawcze i wysyłał jej zawartość z dużą prędkością. Mogłoby się wydawać, że sama natura taśmy perforowanej wymusza binarny sposób zapisu, a w związku z tym jego wynalazcą był Wheatstone, na dwadzieścia lat przed Baudotem. Trzeba jednak pamiętać, że igłowy telegraf Wheatstone’a rozróżniał więcej niż dwie pozycję; odchylenie igły w prawo, w lewo oraz pozycję neutralną. Opracowany przez Wheatstone’a perforator był dostosowany do konwencji logicznej telegrafu jego własnej konstrukcji; miał trzy przyciski i rozróżniał trzy stany, identyfikowane przez trzy wiersze dziurek na taśmie.

Frederick George Creed
Połączenie obu wynalazków –kodu Baudota i taśmy perforowanej – było jedynie kwestią czasu. W 1897 roku młody operator telegrafu w Chile, Frederick George Creed, uznał, że posługiwanie się trzema przyciskami perforatora Wheatstone’a jest stratą czasu. Wyruszył do Londynu, gdzie w zaimprowizowanym warsztacie przygotował prototyp perforatora, w którym operator miał do dyspozycji pełną klawiaturę, podobną do współczesnej maszyny do pisania. W 1902 roku zdołał sprzedać poczcie brytyjskiej 12 egzemplarzy urządzenia pozwalającego osiągnąć fenomenalną w owych czasach prędkość nadawania – 200 słów na minutę. Rok wcześniej pracujący w Nowej Zelandii David Murray zmodyfikował kod Baudota tak, by kombinacje odpowiadające najczęściej występującym w języku angielskim znakom wymagały najmniejszej liczby otworów w taśmie, czyli najmniejszej liczby poruszeń elementów mechanicznych. On także zaprojektował perforator operujący wynalezionym przezeń kodem, wyposażony w klawiaturę o układzie zbliżonym do maszyny do pisania

Do początku XX wieku w praktyce telegrafii pojawiły się wszystkie elementy, które miały ostatecznie złożyć się na dalekopis; kolejny wynalazek czekał na swój czas. Nadszedł on w 1902 roku, kiedy młody inżynier Frank Pearne pojawił się w Chicago i skierował swe pierwsze kroki do Joya Mortona, właściciela specjalizującej się w handlu solą firmy Joy Morton & Company (od 1910 roku znanej jako Morton Salt). Zaprezentował list wprowadzający i usiłował przekonać Mortona do udzielenia finansowego wsparcia dla jego prac nad konstrukcją telegrafu automatycznie drukującego przesyłane depesze. Joy Morton zdecydował się przedyskutować problem z uzdolnionym inżynierem Charlesem L. Krumem, piastującym stanowisko wiceprezesa w zarządzanej przez brata Mortona firmie Western Cold Storage Company. Wspólnie uznali propozycję za interesującą i przygotowali warsztat dla Pearne’a. Po około roku prac inicjator projektu stracił dlań zainteresowanie i podjął pracę nauczyciela. Charles Krum był w tym momencie już na tyle zaangażowany w projekt, że postanowił kontynuować go samodzielnie. W 1903 i 1904 roku zdyskontował wyniki dotychczasowych prac, uzyskując patenty na dwa typy drukarki wierszowej, a w 1906 roku otrzymał wsparcie ze strony własnego syna, Howarda, który właśnie ukończył studia, uzyskując tytuł inżyniera elektryka. Współpraca ojca i syna okazała się owocna; jeszcze w tym samym roku opracowali funkcjonujący prototyp, a w rok później przekonali Joya Mortona do wspólnego założenia nowej firmy, której nadano nazwę ukutą od nazwisk założycieli – Morkrum.

W 1908 roku dziełem nowej firmy stał się prototyp dalekopisu – zmodyfikowana elektryczna maszyna do pisania Oliver, zdolna do drukowania pisanego na jej klawiaturze tekstu w stacji odbiorczej, bez potrzeby posługiwania się jakimkolwiek kodem lub bez uprzedniego przygotowania taśmy perforowanej. Jay Morton, który był jednocześnie jednym z dyrektorów zarządzających spółką kolejową Chicago/Alton, zaaranżował próbę techniczną urządzenia, w trakcie której transmitowano znaki pomiędzy Chicago i Bloomington, na odległość 150 mil. Próba wypadła zachęcająco, jednak w pracy urządzenia występowały problemy wynikające z braku synchronizacji pomiędzy urządzeniem nadawczym i odbiorczym. Howard Krum rozwiązał ten problem dopiero w 1910 roku9. Zaproponował, by kod każdego przesyłanego znaku poprzedzić impulsem sygnalizującym urządzeniu odbiorczemu rozpoczęcie nadawania znaku (nazywanym współcześnie sygnałem startu) i zakończenie impulsem sygnalizującym koniec znaku i przejście do stanu oczekiwania na kolejny znak. Każdy, kto kiedykolwiek musiał ustalać parametry pracy modemu w swoim komputerze wie, że transmisja start/stop do dnia dzisiejszego jest standardem w połączeniach asynchronicznych.

W 1910 roku pierwsze egzemplarze funkcjonującego dalekopisu były gotowe do prób praktycznych. Jako pierwsza zgłosiła się do nich korporacja Postal Telegraph System. Jeden dalekopis został zainstalowany w Nowym Jorku pod nadzorem Charlesa Kruma, drugi w Bostonie pod nadzorem jego syna. Przeprowadzone latem próby wypadły pomyślnie, co pozwoliło firmie uzyskać zamówienie na instalację swych urządzeń na ośmiu zarządzanych przez PTS liniach. Losy firmy Morkrum i jej wynalazku zostały przesądzone w 1912 roku, gdy z zamówieniem zgłosił się krajowy gigant, Western Union. Jeszcze przed 1914 rokiem Morkrum uzupełnił swoją konstrukcję o perforator pozwalający zarejestrować całą depeszę na taśmie perforowanej i nadać taśmę z największą szybkością, na jaką pozwalały parametry techniczne linii. Dla dalszego rozwoju firmy szczęśliwą okolicznością stał się wybuch I wojny światowej i przystąpienie do niej w 1917 roku Stanów Zjednoczonych. Operatorzy biegli w użyciu kodu Morse’a zostali zwerbowani do armii, a wykorzystanie dalekopisu stanowiło remedium na brak personelu. Dla fachowców stało się jasne, że kończy się era telegrafu, skazanego na zastąpienie przez wygodniejszy w obsłudze i szybszy dalekopis.

Sukces firmy Morkrum musiał przyciągnąć naśladowców. Pierwszym był urodzony w Niemczech, jednak mieszkający od ósmego roku życia w Stanach Zjednoczonych Ernst Eduard Kleinschmidt. W 1919 roku złożył wniosek patentowy dotyczący urządzenia dalekopisowego i obejmujący m.in. ulepszony mechanizm start/stop. We wczesnych latach dwudziestych XX wieku jego firma uzyskała kontrakt na dostawę dalekopisów dla potentata – Western Union. Potencjalne zagrożenie podziałało na wyobraźnię właścicieli firmy Morkrum, a rozmowy na temat porozumienia z konkurentem potoczyły się szybko. W 1924 roku z połączenia obu korporacji powstała firma Morkrum-Kleinschmidt, by zaledwie w rok później zmienić nazwę na Teletype, pod którą przeszła do historii łączności. W 1925 roku Frederick George Creed, którego poznaliśmy wcześniej jako pomysłodawcę perforatora, zakupił prawa do patentów Davida Murraya. Pozwoliło mu to skonstruować dalekopis Model 3, który jego firma przed II wojną światową i w jej czasie wyprodukowała w wielu tysiącach egzemplarzy, głownie na rynek brytyjski. Jeszcze większy sukces stał się udziałem jego następcy, Modelu 7, wypuszczonego na rynek w 1931 roku. Znajdował się w ofercie firmy przez kolejne 50 lat, osiągając liczbę 80 tysięcy wyprodukowanych egzemplarzy.

Charles Wheatstone
W Niemczech produkcja urządzeń dalekopisowych stała się domeną firmy Siemens & Halske. Jej początki sięgają 1847 roku, kiedy zdolny przedsiębiorca Walter Siemens spotkał w Berlinie utalentowanego mechanika Johanna Georga Halskego. Pochodzący z niezbyt zasobnej rodziny Siemens był najstarszym z czternaściorga rodzeństwa. Kiedy po wczesnej śmierci obojga rodziców musiał przejąć odpowiedzialność za młodsze siostry i braci, wstąpił w 1835 roku do armii; po trzyletniej nauce w szkole artylerii i saperów został awansowany na porucznika. Awans był bodaj mniej istotnym efektem jego wojskowego wykształcenia, z perspektywy czasu ważniejsza okazała się możliwość uczęszczania na wykłady na berlińskim uniwersytecie. Wprowadzony dzięki nim w środowisko młodych naukowców Siemens został z czasem współzałożycielem Towarzystwa Fizycznego. Na eksperymenty naukowe wykorzystał nawet pobyt w więzieniu, gdzie trafił za rolę sekundanta w pojedynku: w celi opracował metodę elektrochemicznego pokrywania powierzchni złotem. Młodszy brat, Wilhelm, zdołał skomercjalizować osiągnięcie Waltera w Londynie, zapewniając w ten sposób kapitał niezbędny dla dalszych eksperymentów i założenia własnej firmy.

W 1846 roku Walter Siemens wziął udział w demonstracji działania telegrafu Cooke’a i Wheatstone’a. Uznawszy wynalazek za interesujący, sporządził prototyp własnej wersji urządzenia i rozpoczął poszukiwania partnera do jego budowy. Znalazł go wśród członków Towarzystwa Fizycznego. Johann Georg Halske dał się przekonać Siemensowi o doniosłości nowego wynalazku, pozostawił prowadzenie warsztatu mechanicznego dotychczasowemu partnerowi, po czym 1 października 1847 roku utworzył z Siemensem spółkę Telegraphen-Bauanstalt Siemens & Halske. Wybór momentu nie był zapewne przypadkowy. Latem tego samego roku król Prus ogłosił zamiar budowy dwóch linii telegraficznych, a otwarty konkurs na ich konstrukcję ruszył niespełna dwa miesiące po założeniu spółki. Mimo krótkiego stażu firma Siemens & Halske zdobyła kontrakt na budowę linii z Berlina do Frankfurtu i w ciągu dwóch lat zakończyła prace przy najdłuższej ówczesnej linii telegraficznej w Europie, długości ponad 500 kilometrów. W sensie budowlanym było to znaczące osiągnięcie, za to efektywność opracowanego przez spółkę telegrafu wskaźnikowego okazała się rozczarowaniem. Przekazanie pełnego tekstu mowy tronowej nowego cesarza Niemiec za pośrednictwem aparatu Morse’a zajęło 75 minut, podczas gdy aparat Siemensa wymagał ponad 7 godzin. Ale partnerzy umieli wyciągnąć wnioski z porażki. Przegrali z aparatem Morse’a, który jednak nie był opatentowany w Niemczech. Halske wprowadził do konstrukcji konkurenta kilka ulepszeń, na mocy królewskiego patentu jego urządzenie zostało wybrane jako standardowy typ telegrafu w Prusach, a oprócz firmy konstruktora prawo do jego produkcji otrzymał także oficjalny dostawca dworu królewskiego, założona jeszcze w 1800 roku firma Lewert.

Johann Georg Halske
Firma Lewert została jednak w 1893 roku wykupiona wraz ze wszystkimi aktywami przez konkurenta spółki Siemens & Halske na rynku telegrafii, firmę C. Lorenz. Jej założyciel, Wilhelm Ferdinand Carl Lorenz, urodził się w rodzinie utalentowanego muzyka Carla Daniela Lorenza, którego kilka kompozycji na instrumenty dęte zachowało się do dnia dzisiejszego. Przed 1879 rokiem Lorenz nawiązał współpracę z uzdolnionym mechanikiem Wilhelmem Hornem. Ten, dzięki znajomości z jednym z pionierów kolei w państwie pruskim, Bethelem Henrym Straussbergiem, uzyskał zamówienia na sprzęt telegraficzny dla budowanych linii kolejowych. Jeszcze w 1879 roku ich wspólna firma figurowała w spisie adresowym jako Horn & Lorenz, ale w następnym roku Horn zachorował, a jego wspólnik przejął wyłączną kontrolę nad firmą przemianowaną na C. Lorenz Telegraphenbauanstalt. Kiedy w 1889 roku założyciela pokonała szalejąca w Berlinie grypa, przez pewien czas interes usiłował prowadzić jego brat, Alfred, jednak pomiędzy 1890 i 1893 rokiem przedsiębiorstwo przeszło w ręce Roberta Helda, który pozostawał głównym właścicielem do 1930 roku. Po jego śmierci większość akcji zatrudniającej już blisko 3 tysiące pracowników

spółki została kupiona przez firmę energetyczną Standard Elektrizitatsgesellschaft, zależną od amerykańskiego koncernu IT&T. W tym czasie urządzenia telegraficzne stanowiły już tylko jedną z dziedzin produkcji. Firma skutecznie angażowała się w każdą z nowo powstałych dziedzin telekomunikacji. Najpierw poszerzyła profil produkcji o sprzęt telefoniczny. W 1920 roku dostarczyła urządzenia, które posłużyły do wyemitowania pierwszej w Niemczech audycji radiowej, oraz rozpoczęła produkcję nadajników i odbiorników radiowych. Zauważyła także rosnącą popularność dalekopisów, importując w 1924 roku ze Stanów Zjednoczonych kilka egzemplarzy urządzenia Teletype Model 14, instalując je w wybranych urzędach pocztowych i zapewniając sobie prawa do licencyjnej produkcji na lokalny rynek. Na przeszkodzie w rozpowszechnieniu dalekopisu w Niemczech stały ówczesne przepisy zapewniające poczcie monopol na ich użycie. Kiedy jednak w 1929 roku przepisy zostały zliberalizowane, obaj lokalni wielcy gracze współzawodniczyli w tworzeniu nowego rynku. Firma C. Lorenz upatrywała przewagi konkurencyjnej w licencyjnych związkach z amerykańskim liderem rynku, wiec nie konstruowała własnych urządzeń. Siemens & Halske pierwotnie usiłował wynegocjować porozumienie z lokalnym konkurentem, kiedy jednak okazało się to niemożliwe, podjął własne prace konstrukcyjne. Patenty Teletype okazały się problemem łatwym do obejścia; konstruktorzy firmy zastąpili mechaniczne elementy konstrukcji elektromechanicznymi przekaźnikami i już w 1927 roku zaoferowali klientom własny model dalekopisu – „Ttype-25”. Lorenz odpowiedział, wprowadzając w 1931 roku do produkcji licencyjne urządzenie Teletype Model 15. W 1932 roku zostało ono zaakceptowane do użytku w niemieckich wojskach lądowych pod oznaczeniem Lo15 lub T36.

Tak wczesne wykorzystanie dalekopisu w niemieckiej armii nie mogło zaskakiwać, zważywszy że na czele jej wojsk łączności stał ówcześnie major Erich Fellgiebel, znany ze swojej zdecydowanej niechęci do użycia radia. Jego podwładni chętnie powtarzali ukuty przez szefa slogan: Das Funken ist Landesverrat – nadawanie przez radio to zdrada kraju. Ale awersja Fellgiebla do radia nie wynikała z jego wrodzonego konserwatyzmu lub niechęci do nowinek technicznych. Szef wojsk łączności wyciągał po prostu wnioski z historii I wojny światowej. Zaledwie kilka lat po jej zakończeniu swoje wojenne wspomnienia opublikowało co najmniej dwóch kluczowych uczestników zmagań po brytyjskiej stronie – Winston Churchill i admirał John „Jacky” Fisher.

Adm. John Fisher
Obaj dopuścili się zadziwiających niedyskrecji, ujawniając, że jedną z najważniejszych przyczyn porażek cesarskiej floty było łamanie przez aliantów używanych przez nie kodów i szyfrów. W takiej sytuacji Fellgiebel starał się uniknąć powtórzenia błędów, które w poprzednim konflikcie przyczyniły się do przegranej. Najłatwiejszym sposobem na to było uniemożliwienie przeciwnikowi nie tyle złamania szyfrów, ile raczej samego przechwycenia wymienianych depesz. Radio było środkiem użytecznym, a w wielu sytuacjach wręcz niezbędnym, jednak jego użycie stanowiło zaproszenie dla przeciwnika do przejęcia wiadomości i sprawdzenia mocy szyfrów, jakich użyto do jej zabezpieczenia. Wiadomość przekazana w sieci przewodowej biegnącej przez tereny kontrolowane przez własną armię była teoretycznie niedostępna dla przeciwnika, a przez to bardziej bezpieczna od depeszy radiowej, nawet bez utajniania. Fellgiebel operował świadomym przerysowaniem, by wpoić oficerom odpowiedzialnym za łączność niemieckiej armii zasadę, że radia używa się wyłącznie w okolicznościach, w których nie można tego uniknąć. W innych warunkach należy bezwzględnie posługiwać się łącznością przewodową. Szef niemieckiej łączności nie zmierzał zresztą oddawać walkowerem także pojedynku o bezpieczeństwo łączności radiowej. To jego podpis figurował na dokumentach z 1928 roku dopuszczających do użytku w Reichswehrze maszynę Enigma, która miała służyć do szyfrowania wiadomości przesyłanych przez radio. Zadbawszy o bezpieczeństwo transmisji radiowych, mógł skoncentrować uwagę na bezpieczeństwie depesz przekazywanych dalekopisem.

Stało się to tym bardziej konieczne, że jeszcze przed zastosowaniem dalekopisu w wojsku przestał on być kojarzony wyłącznie z siecią przewodową. Na dobrą sprawę należało się tego spodziewać, obserwując losy tradycyjnej telegrafii. Najwcześniejsze nadajniki i odbiorniki radiowe były na tyle niewyrafinowane, że trudno było w nadawanej przez nie fali radiowej odróżnić cokolwiek poza obecnością sygnału i jego brakiem. Eter wypełnił się kreskami i kropkami, a naciskający rytmicznie klucz telegrafiści nie dbali o to, czy nadawany przez nich sygnał przenoszony jest drogą przewodową, czy radiową. Należało przypuszczać, że radio, które podbiło świat tradycyjnej telegrafii, szybko wkroczy także w świat dalekopisu. Dokonało się to za sprawą tego samego przedsiębiorstwa, które stworzyło dalekopis. W 1923 roku firma Morkrum zaczęła eksperymentować z przesyłaniem sygnału dalekopisowego przez radio. Już pierwsze osiągnięcia okazały się godne uwagi – udało się nawiązać łączność dalekopisową na odległość 48 kilometrów, pomiędzy nową fabryką spółki przy Wrightwood Avenue w Chicago a położoną w Lisle (Illinois) rezydencją urzędującego od kilku lat nowego prezesa spółki, Sterlinga Mortona, syna założyciela13. Dziesięć lat później zainicjowano pierwsze komercyjne linie radiodalekopisowe, łączące San Francisco z Hawajami (1932) oraz San Francisco z Nowym Jorkiem (1934)14. Atrakcyjność nowej technologii dla wojska była oczywista. Już po II wojnie światowej oszacowano, że budowa linii przewodowej długości 100 mil wymagała blisko 100 ton materiałów, a przy zaangażowaniu 2 tysięcy ludzi trwała 10 dni. Połączenie radiowe o identycznych parametrach można było zestawić w ciągu 10 godzin, wymagało zatrudnienia 44 ludzi i użycia dwóch ciężarówek sprzętu. Aby wizja stała się rzeczywistością, a Fellgiebel przestał narzekać na niebezpieczeństwo nadawania przez radio, należało transmisję dalekopisową odpowiednio zabezpieczyć. Na szczęście koncepcja szyfrowania łączności dalekopisowej była dostępna już od kilkunastu lat.

Powyższy tekst stanowi fragment książki Marka Grajka pt. „Nie tylko enigma. Ryba, która przemówiła”:

Marek Grajek
„Nie tylko enigma. Ryba, która przemówiła”
Data i miejsce wydania: 1
ISBN: 978-83-01-17373-9

Śledź nas!
Komentarze

O autorze
Marek Grajek
Konsultant w zakresie zastosowań kryptologii w obrocie finansowym i na rynkach kapitałowych. Jeden z inicjatorów wzniesienia w Poznaniu pomnika przypominającego zasługi polskich kryptologów, którzy złamali szyfry Enigmy oraz wiceprzewodniczącym komitetu organizacyjnego jego budowy. Jest także autorem wydanej w 2007 roku książki „Enigma. Bliżej prawdy”, stanowiącej podsumowanie historii łamania szyfrów Enigmy i jej wpływu na losy II wojny światowej.

Wszystkie teksty autora

Pierwszy polski portal historyczny
ISSN: 1896-8651
Wydawca portalu
Michał Świgoń PROMOHISTORIA
ul. Koźmiana 2/89
01-606 Warszawa
telefon: 692 929 681
m.swigon@histmag.org
NIP 626-281-54-56
Numer konta: PL 33 1140 2004 0000 3802 7410 0716
Patronaty
Jak uzyskać patronat
Kontakt z redakcją
Mateusz Balcerkiewicz
redaktor naczelny
redakcja@histmag.org
telefon: 798 537 653
Reklamuj się u nas
Oferta reklamowa
Konkursy
Nasze konkursy