(十二) 通讯
用某种预先安排的信号(可见的或可听的)来迅速地向远方传送信息的做法,古已有之。比较简单的典型形式,是借助广泛应用的熄灯鼓、号声、信号枪、烽火、火箭等等,按照有关各方事先商定的约定发出通告。然而,严格说来,可以看做为传递发报者随意发出的任意言语消息之一种手段的通报通信,则是相当晚近的发明,最初在十八世纪实现。这个时期的通报装置按照利用光信号或者涉及应用电而分为两大类。前一类在实用上明显地较为重要,因此,这里将首先加以考查。
十七世纪里已经提出了一些向远方通情报的方案,它们极其巧妙,但并不切实可行。其中最值得一提的是罗伯特·胡克在1684 年提出的一种(W.Derham:Philosophical Experiments and Observations of Hooke,1726,pp.142 ff.)。胡克的计划是,竖立一个高耸的木杆,上面悬挂一些约定的符号,它们用木头凿成,轮廓鲜明。这些字母平时掩盖在一个屏后面。不过,它们任何一个均可使之进入视野,只要拉动系于它的绳索即可。这些符号按照一种约定的密码表示字母表中的字母,为了保密,密码可不时改换。十八世纪里提出的几种类似建议,包括阿蒙顿提出的那种,都表现出胡克思想的影响。但是,高效通讯装置的实际制造的先驱是法国人克洛德·夏普(1763—1805)。大约在法国大革命时期,夏普和他的兄弟们开始做通报实验。暴民敌视这种实验,毁坏他们的装置,威胁他们的生命。但是,他们仍努力不懈。1792 年,克洛德·夏普向国民议会递交了一份切实可行的计划。翌年,国民公会命令进行这种通报试验。当1794 年这些试验圆满完成时,建立了一条连接巴黎和里尔的通报链。用这种新颖通信手段传送到首都的第一个消息是,从奥地利人那里捕获了魁诺(而不像通常所说的那样是孔代)。夏普的通报装置是一根约15 英尺高的竖直杆。这杆的顶端装有一根横梁,约14 英寸长,以其中心为支枢。因此,借助绳索可使这横梁同这支承杆构成任意所希望的角度。这横梁每一端各有一根约6 英尺长的臂,它们也能同横梁长度成任意角度。这些任意角度限制于45°和90°。但即便如此,这装置所能采取的构形的数目仍足以用一种特殊指号来代表字母表的每个字母,绰绰有余。这些通报装置设立在山顶上,以便形成一条链。每一装置都处于其邻近装置的视野之中。一个站上示出的信号在下一个站上用望远镜观察并加以重复。消息一个字母一个字母地表达,这些指号必须唯有发射站和接收站能理解。通报线路很快在全法国建立起来,它们在大革命的战争中发挥了作用。夏普的胜利招致了极大嫉妒。他惨遭敌手的残酷迫害,遂不得不自杀,时年42
岁。他的兄弟伊亚尼斯·和皮埃尔·夏普继承他的事业,继续经营通报服务。其间,法国通报的成功刺激其他国家也兴办这种事业。在英国,机械师和教育改革家理查德·洛弗尔·埃奇沃思(1744—1817)发明了一种通报系统,它不同于夏普的。他在年轻时读到胡克的方案时,就已注意起通报技术。后来,他参加了一种打赌,看谁第一个在伦敦说出纽马克特一次赛马的优胜者的名字。他押下了一笔赌注,遂寻思在赛马场和伦敦之间设立一条临时通报线路。当他向对手们警告说,他“不依靠马的速度和力量取得所需情报”时,他们便取消了打赌,因而这计划也就告吹(参见Memoirs of Richard Lovell Edgeworth,3rd ed.,1844,pp.90 ff.)。然而,埃奇沃思实际上早在1767 年就已进行过短距离通报实验。他那以此方式传送国家重要情报的成熟方案于1795 年发表于《爱尔兰皇家学院学报》(Transactions of the Royal Irish Academy)(Vol.Ⅵ)。1803年,埃奇沃思定居爱尔兰。那时,在他鼓动下,建立了一条连接都柏林和高尔韦的通报线路。埃奇沃思的通报装置包括一根三角形指针,它装在一根立柱上,能像钟的指针那样绕其转动。这指针绕完整圆周有八个相继定位,间隔45°,它们相应于数0、1、2、3,等等,直到7。只要一个接一个地装设四根这种指针,使它们相应于逐次小数位,就可表达直至数千之大的数(除了那些包含8 或9 的数而外)。每个数均可用来代表某个字母、语词或者完整句子,这样,就可秘密而又迅速地传送信息。另一种英国通报系统中,变换由一些闸板作出,每块闸板以宽面或外绿对准观察者。英国海军部于1796年建立的伦敦到多佛的通报系统就是根据这一原理工作的。它能仅花7 分钟就把信息送过这整个距离。它一直工作到1816 年。然而,那时光通报已开始成为臂板信号装置的标准形式。它乃由几块(通常是一副)活动臂板组成,每块臂板以其一端固定于一支枢,后者位于一根立柱的顶端,每块臂板均能藉取不同相对方向来表示不同字母,一如钟的指针表示一天的不同时间。
十八世纪中叶,大量进行放电通过长长导电线路的实验(例如沃森和L.G.勒莫尼埃的实验)。这提示了利用电来快速远距离传输信息的设想。最早的电报方案似乎包含在1753 年2 月1 日的一封信中,它发表在那年的《苏格兰人杂志》(Scots Magazine)(Vol.Ⅹ Ⅴ,pp.73 ff.)上。这封信署名为伦弗鲁的“C.M.”。据认为他是查尔斯·莫里森,一位外科医生,出生于格里诺克,最后迁居弗吉尼亚。他的建议的实质,最好用下面从这信中摘录的话来说明:“让……一组电线(根数等于字母表中的字母)水平地伸展在给定两个地方之间,它们彼此并行,每一根与下一根的距离约1 英寸。每隔20 码处,用玻璃或宝石黏结剂将它们固定于某个坚实物体,既防止它们触及地面或任何别的非带电物体,也防止它们因自身重力而断裂。让电枪筒”(摩擦起电机的原导体)“同电线端末相垂直地放置,并位于它们下面1 英寸的地方。再将电线固定在一块坚实的玻璃上,位置离开端末6 英寸。使它们那从这玻璃到起电机的部分具有足够的弹性和韧性,能在同枪筒接触以后仍恢复到原来位置。靠近支撑玻璃的地方,让每根电线悬挂一个球。在球下面约六分之一或八分之一英寸的地方,放上字母,字母写在纸片或任何别的轻物质上,它们能上升到带电球上。同时,经巧妙的设计,每个字母在跌落时都能重又正确回到原来位置上。”显然,这些电线在两端均装备有一台摩擦起电机、球和字母,因为“C.M.” 继续写道:“这一切都如上所述制作齐备之后,并在预定的时刻,我开始以此方式同我的远方朋友交谈。在像通常实验里那样启动起电机之后,假定我准备发出语词Sir[先生]。我用一块玻璃或任何别的electric perse[绝缘子]敲打电线S,使它同枪筒接触,而i,而r,方法完全相同。我的通信者几乎在同一时刻观察到这几个字依次上升到处于电线他那里一端的带电球,”当消息发完时,这朋友能够进行回答。“C.M.”还描述了这种设备的另一种形式:火花从这些电线跳到带有字母的铃,使它们发生响声。这是后来在电报技术中应用火花和铃的先声,十分令人感兴趣。然而,并没有迹象表明,这位著作家实际制成过一台电报装置。这最早似乎是瑞士物理学家G.L.勒萨热(1724—1803)做到的。在他那于1774 年装设在日内瓦的设备中,各通信站使用24 根加绝缘的金属线,每一根相应于一个字母。在发送端,这些电线固定于一台摩擦起电机的原导体,而每根电线的另一端(在接收站)悬吊一对木髓球。为了发出一个给定字母的信号,沿相应电线发送一个电荷,使远端的木髓球可见地偏向。在一封1782 年6 月写给普雷沃的信中,勒萨热声称,他在30 到35 年以前就已发明了电报装置。在这种设备的原型中,电荷沿电线的通过似乎由金箔片的吸引指示(参见Moigno :Traité de Télégraphie Electrique,1852,p.59 f.,那里引用了普雷沃的信)。洛蒙在1787 年发明了一种比较简单的电报装置,只应用一根通信电线。木髓球验电器逐次偏向的数目指示不同的字母或句子(Arthur Young :Travels in France,Vol.I,p. 979,4th ed.,1787)。十八世纪末年发明的几种电报装置中,字母在接收端的指示乃利用火花的通过而不是木髓球的偏转。作为这种电报的一个典型例子,我们可以举出罗伊泽或赖泽发明的那种,他于1794 年在福格特的《物理学最新成就杂志》(Magazin für das Neueste aus der Physik)(Bd.Ⅸ,p.183
f.)上说明了它。保持通信的各个站用一些加绝缘的地下电线连接,每个字母用一对。在每个站,每对电线的端末连接到一根单独的锡箔带,后者黏合到一块玻璃板上,并标有相应的字母。然而,锡箔在电线接触点之间中央对直通过,以便提供火花隙。于是,相应于每个字母,都有一条导电线路延伸在这两个站之间,并且每个站都有一个火花隙。为了发出一个给定字母,只要让一个莱顿瓶从发送站通过适当线路放电,注意火花在接收站通过哪个火花隙。这位发明者写道:“我在家里坐在我的起电机前面,向马路对面的某人口授一封他为自己写的完整的信稿。”作为一种呼唤通信者的手段,罗伊泽建议在线路的每一端设置一个带有爆炸性气体混合物的容器,这气体可用从另一端发送来的火花随意引爆。西班牙用类似线路进行工作的电报是贝当古和萨尔瓦引入的。可以说,随着罗纳德的设备于1816 年发明,用摩擦电通报的时代也就结束。但是,直到1837 年,在发现了伏打电流的电磁性质之后,电报的巨大潜力才开始得到实现。
(参见 I.U.J.Chappe:Histoire de la Télégraphie,Paris,1824;F.Gautier:L’Œuvre de Claude Chappe,Paris,1893;F.Moigno:Traité de Télégraphie Electrique,Paris,1852;R.Sabine:The History and Progress of the Electric Telegraph,2nd ed.,1869。)