Многовековая мечта человека о расширении границ зрения, о возможности заглянуть за линию горизонта или за светонепроницаемую преграду нашла отражение в сказках, мифах, легендах, персонажи которых могли наблюдать за событиями, совершающимися «за тридевять земель, в тридевятом государстве». В одной из русских сказок говорится об использовании для этой цели волшебного блюдечка:
«Катится яблочко по блюдечку серебряному, а на блюдечке города видны, села на полях и корабли на морях, гор высота и небес красота...»
Известно, что некоторые сказки А. С. Пушкина являются поэтическими пересказами сюжетов из русского фольклора, услышанных поэтом от своей няни. Волшебное зеркало из «Сказка о мёртвой царевне и семи богатырях» также народного происхождения. Необычность его состояла в том, что, кроме изображения,
«Свойство зеркальце имело:
Говорить оно умело».
Причём услышать от зеркальца можно было только правду, независимо от того, нравилась она слушающему или не нравилась. Занятно ведь да? Беспристрастное "зеркальце" показывает оператору факты и события о состоянии объекта наблюдения, находящегося далеко от места просмотра. Подобные мифы и легенды отражающие желания людей заглянуть не только на расстояние, но и во времени есть во всех уголках света. Кто-то получал необходимую информацию в форме видений или снов, но часто использовали и технические средства наблюдения. Блюдца, зеркала, котлы со специальным составом, как в Шекспировском "Макбет":
Ведьмы:
- Скажи, спроси, ответим! Ты это хочешь знать из наших уст? Или от наших старших?
Макбет:
- Пусть предстанут.
Ведьмы:
- Кровь свиньи в котел пойдет. Той, что съела свой приплод. Жирной виселицы слизь. Бросьте в пламя. Появись! Низший, высший, не таись!
Но мы с вами уже знаем и про камеру-обскура, и про творение Сострата, и про зрительную трубу. Однако после того как Александр Бэйн и другие учёные, энтузиасты и изобретатели, работавшие над передачей информации на расстояние, научились передавать знаки, до передачи изображений было ещё далеко.
Бэйн одним из первых предложил проект электрической передачи изображений. К тому времени Майкл Фарадей уже совершил свои фундаментальные открытия в области электромагнетизма, в том числе открыл электромагнитную индукцию в 1831 году. Именно это заложило основу для будущих электрических устройств и систем передачи сигналов.
В определённой степени наука на разных этапах воспринималась как магия или колдовство. А кому, как не служителям церкви, было с этой «чертовщиной» разбираться.
Джованни родился в Сиене в апреле 1815 года. В 21 год он становится священником, но до этого момента он изучал электрохимию, электромагнетизм и электричество у Леопольдо Нобили, который был сыном мэра Модены и успел принять участие в походе Наполеона 1812 года, а после возвращения возобновил учёбу и взялся за физику и, особенно, электричество. Встретились они в Модене, куда Нобили приехал презентовать изобретённый им в 1825 году высокочувствительный гальванометр, получивший его имя; впоследствии это изобретение было признано важной вехой в истории электромагнетизма. А потом Нобили был назначен профессором физики в Королевском музее физики и естественной истории во Флоренции, куда и приехал учиться Казелли.
По окончании университета Джованни переезжает в Парму, где работает учителем для сыновей маркиза (скорее всего Франческо де Рангоне), который в первой половине XIX века был известен как меценат и владелец земель в окрестностях Равенны, поддерживавший реставрацию византийских памятников, включая базилику в Сан-Витале.
*скорее всего сработало сарафанное радио - Нобили был из Модены и сыном мэра, а де Рангоне был из дворянской семьи связанной с Равенной (где управлял базиликой) и Феррарой, где имелись владения и у отца Нобили.
С 1841 по 1848 Джованни занимался "репетиторством" и, может быть, не узнали бы мы его имя если бы не революция, которая разгорелась на этих территориях в 1848 которую поддержал Джованни. Дело было в том, что герцогства Модена, Парма и Тоскана ещё в 1815 году были переданы Австрийской империи (ну, или возвращены Габсбургам) по решению Венского конгресса - это тот, который пытался собрать обратно феодально-абсолютистский строй на разрушенных наполеоновскими войнами территориях Европы. История там не сильно запутанная, но требует погружения.
Еще в 1452 итальянская семья д’Эсте, властители Феррары, были сделаны герцогами Моденскими и Реджо, но потом семья потеряла наследование, хоть и продолжила управлять территориями, за счёт новых родственных связей с родом Габсбургов. А последние, выражаясь современным языком, проводя грамотные сделки по слиянию и поглощению наводили на новых землях свои порядки. Чаще всего это "размытие национальных границ путём германизации общества". Что, мало кому нравилось. А там ещё эти национально-освободительные и либеральные движения по всей Европе подливают масла в огонь.
В общем 12 января в Палермо состоялось успешное народное восстание, которое воодушевило остальные территории. Против итальянцев были посланы войска во главе с Иоганном-Йозефом Радецким (австрийский полководец и государственный деятель, из чешской дворянской семьи ,а ещё и вице-король Ломбардо-Венецианского королевства), но волнения не прекратились. И тут (25.03.1848), взвесив, очевидно, все за и против, Карл Альберт - король Пьемонта (король на короле и королём погоняет!), объявляет войну Австрии! Пьемонт и Ломбардо-Венецианская республика, начав военные действия против австрийцев, оказались во главе борьбы за объединение страны и в случае успеха могли получить все плоды победы. Видимо поэтому король Сицилии и герцог Тосканы поспешили послать свои войска, чтобы приобщиться к победе. Увеличение численности армии способствовало успеху на фронте. А так как и в самой Австрийской империи началась революция, у австрийцев не хватало сил для борьбы с итальянскими патриотами.
Но!!! Итальянцы же! Сиеста! Победили - отдыхаем! Пьемонтцы добились успехов на фронте и весь июнь наслаждались победой! В это время король Карл Альберт бездействовал в направлении Австрии в связи с внутриполитической борьбой правящих кругов итальянских государств и переменой иностранных союзов. Фердинанд II (король Сицилии) отозвал свои войска назад, чтобы тоже наводить порядки у себя дома. А тосканцы прекратили военные действия вообще ещё в мае.
Начались внутренние распри и в Пьемонте. Воспользовавшись этим, австрийцы предприняли ряд успешных контрнаступлений. Король Карл Альберт был вынужден 9 августа подписать перемирие, по которому к Австрии снова присоединялась Ломбардия и материковая Венеция. С чего начинали, к тому и вернулись.
Подавленные революционные волнения перекинулись на Рим и Флоренцию, где в начале нового 1849 года поднялись на новый виток. Герцог Леопольд II (мы ещё про него услышим) и папа Пий IX бежали из своих владений, где тут же образовались республики. Таким образом, на тот момент в Италии было три республики — Римская, Венецианская (хотя и урезанная до минимума и охраняемая гарнизоном пьемонтцев) и Флорентийская. Их правительства не скрывали своих стремлений продолжать борьбу до полного изгнания австрийцев и национального объединения. Карл Альберт, передумал и в одностороннем порядке разорвал недавно подписанное перемирие с Австрией.
22 марта 1849 состоялось решающее сражение между Австрийской империей Габсбургов и Королевством Сардиния, куда кроме Сардинии и Пьемонта входили герцогства Аоста и Монферрат, графство Ницца, герцогства Савойя и Генуя, площадь территории королевства составляла 76 000 км2; население больше 5млн, а Турин был столицей. И не смотря на то, что парой дней раньше пьемонтцы во главе генерала Войцеха Хржановского (тоже не простой человек, воевал в Отечественной войне 1812, принимал участие в русско-турецкой войне, участвовал в Польском восстании 1830) уже проиграли бои у Мортары и Виджевано, Карл Альберт сосредоточил свои силы у Новары. Иоганн-Йозеф Радецкий на этот раз разбил армию итальянцев и обратил их в хаотичное бегство. Мирный договор был подписан только 9 августа. Сардиния была вынуждена выплатить Австрии огромную контрибуцию в размере 65 миллионов франков. А в итоге бо́льшая часть Италии снова оказалась под властью австрийцев. В том числе и Парма. И Джованни был выслан из региона за участие в революции.
Вот он и подался в одну из "свободных республик"! Вернулся во Флоренцию, где в 1849 году стал профессором физики во Флорентийском университете. В 1851 году он основал технический журнал La Ricreazione, в котором публиковались статьи по физике, изучал электричество и магнетизм и в период с 1855 по 1861 год создал пантелеграф, который стал предшественником факса.
Но оказалось что в мире научных открытий тоже шла нешуточная война и была весьма плотная конкуренция. Александр Бейн, в перерывах между судебными тяжбами и разбирательствами по авторским правам, с 1843 по 1846 работал над экспериментальным факсом, а поскольку был часовщиком, то использовал часы для синхронизации движения маятников. За его работой "поглядывал" Фредерик Бейкуэлл и тоже работал над проблемой передачи изображений, а ещё был шустрее как коммерсант и получил патент на "телеграф для изображений" в 1848, на два года раньше Бейла. Однако оба эти механизма воспроизводили изображения низкого качества и не были жизнеспособными системами, поскольку передатчик и приемник никогда не были по-настоящему синхронизированы. Джованни, который как бывший революционер, понимает важность скоростной передачи информации на большие расстояния тоже включается в разработку передающего устройства в 1856.
Метод Казелли основан на создании изображения с помощью непроводящих чернил на оловянной фольге. Стилус, подключенный к электрическому контуру оловянной фольги, проходит над ней, слегка касаясь. Стилус движется равномерно, с небольшим смещением между штрихами. В местах, где стилус не соприкасается с чернилами, электричество проходит, а там, где чернила есть, — нет. Это приводит к скачкам напряжения, соответствующим изображению при сканировании. Затем сигналы передаются по телеграфной линии большой протяженности. Приемное устройство на другом конце оснащено электрическим стилусом, который рисует синими чернилами на белой бумаге, построчно воспроизводя изображение. Полученный документ представляет собой fac simile (лат. «делать подобное») отсканированного исходного изображения.
В 1856 году (то есть через 13 лет после Бейла) Казелли создал прототип своей системы и представил его великому герцогу Тосканскому Леопольду II (а вот и он!), тому против которого всего 8 лет назад восставал. Устройство произвело на герцога такое впечатление, что он профинансировал эксперименты учёного, правда не сильно. Когда энтузиазм герцога угас, Казелли переехал в Париж, чтобы представить свое изобретение Наполеону III, который сразу же проникся восторгом перед технологией и согласился спонсировать дальнешие работы. И вот с 1857 по 1861 в Джованни Казелли и приставленный к нему французский (ну, естественно!) механик и изобретатель Поль-Гюстав Фроман работают над совершенствованием пантелеграфа. Сам Александр-Эдмон Беккерель демонстрирует усовершенствованное устройство Французской академии наук в 1858 году.
*ну, а как вы хотели? Кто будет слушать какого-то итальянского выскочку священника? А тут французский физик, в 1839 году открывший фотоэлектрический эффект, сын Антуана Сезара Беккереля, который изобрёл дифференциальный гальванометр. Вообще вся семейка Беккерелей отличилась, ведь и сын-внук Анри тоже "с боку не стоял", а стал одним из первооткрывателей радиоактивности!
В 1860 году Наполеон распорядился внедрить пантелеграф во французскую телеграфную сеть, которая начала функционировать примерно год спустя. Таким образом Казелли получил доступ не только к французским телеграфным линиям для своей пантелеграфной факсимильной машины, но и к финансированию со стороны Наполеона. Затем было успешно проведено испытание между Парижем и Амьеном. Отправляли подпись композитора Джоаккино Россини (тот самый, с "Севильскими цирюльником". И как эти итальянцы находили друг друга так далеко от дома?) которая была получена на расстоянии 87 миль (140 км) и распознана!
Первый электрический переход подписи на такое расстояние! В 1861 году Казелли подал заявку на патент на свой пантелеграф в Европе и в итоге получил европейский патент №2532 на своё устройство. А в 1863 году он подал заявку на патент в США, и ему был присвоен патентный номер 37-563 (не то что Бейн!). Казелли успешно продемонстрировал свой пантелеграф на Всемирной выставке 1861 года во Флоренции перед королём Италии - Виктором Эммануилом, старший сын того самого Карла Альберта, из-за которого Казелли и уехал сначала во Флоренцию, а потом и в Париж. Российский император Александр II также приобретает эту технологию, и не только чтобы организовать службу связи между своими дворцами в Москве и Санкт-Петербурге. Аппарат мог передавать не только буквы, но и сложные знаки, что делало его потенциально полезным для связи с Китаем. Однако система оказалась дорогой, сложной в обслуживании и не получила широкого успеха. Уже через два года эксплуатацию прекратили.
В 1863 году Казелли проводит успешные испытания между Парижем и Марселем, на расстоянии 800 километров (500 миль) и тут же едет в Англию, чтобы показать как это будет работать между Лондоном и Ливерпулем. В 1864 году во Франции был принят закон, разрешающий официальное использование пантелеграфа во французской телеграфной сети, которая обычно использовалась только для передачи телеграфных сообщений. В 1865 году началось движение по маршруту Париж-Лион, а в 1867 году эта линия была продлена до Марселя. Несмотря на всю примитивность, Казелли изобрел первую коммерческую систему факсимильной связи и заложил основы для создания факса.
В середине XIX века для передачи листа бумаги размером 1,1 дюйма (28 мм) на 4,5 дюйма (110 мм) с 25 рукописными словами требовалось около двух минут.
Несмотря на всё это, технология развивалась очень медленно. Видимо потому что изобретателю нужно было мотаться от презентаций к патентным бюро. В конце концов Казелли отказался от своего изобретения и вернулся из Парижа во Флоренцию, где и умер в 1891 году. Большинство патентов Казелли, писем и доказательств телеавтографической передачи данных сегодня хранятся в муниципальной библиотеке Сиены в Тоскане, а некоторые в архивах Музея Галилея во Флоренции. Два подлинных аппарата Казелли сохранились в российских музейных собраниях.
Пантелеграф, конечно же, не был системой наблюдения в современном смысле. Но он впервые сделал изображение передаваемым сигналом. А именно это и лежит в основе любой будущей системы видеонаблюдения: сначала разложить образ на элементы, потом собрать его в другой точке. По сути, пантелеграф уже работал с примитивной строковой развёрткой: изображение не передавалось целиком, оно «прочёсывалось» построчно. Для телевидения это станет ключевым принципом.
Про эту технологию не забудут и уже в 1881 году англичанин Шелфорд Бидуэлл конструирует фототелеграф, который работал на селеновых фотоэлементах. А ещё через 20 лет Артур Корн разработал практическую электромеханическую телевизионную систему - Bildtelegraph...
Но об этом уже в следующий раз...