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英國的電信技術是如何從古代的“即時通信”發展到19世紀的?

作者:天空叙史

前言

電信技術可追溯至古代的遠距離“即時通信”(instantaneous commmunication)嘗試。

近代早期及之前,軍事所用的某些火炬編碼通信、旗語,以及密碼術和編碼的發展,佐以17世紀發明的望遠鏡,推動諸多新的“即時通信”技術發展,為電信技術的正式出現奠定了基礎。

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然而,郵驿系統等正常通信的不斷完善和18世紀中葉開始的道路革命、軍事通信對“即時通信”需求的不足與正常軍事通信的發展,以及諸多“遠端即時通信”系統本身的缺陷,卻對這些技術的大規模使用造成嚴重阻礙。

及至18世紀末,法國大革命所造成的戰争局勢才推動第一種電信技術(視報)的大規模應用。

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作為電信技術前身的遠端“即時通信”

在有文字的社會中,最常見的資訊傳送者是步行或騎馬的信使。這種資訊交換方式在最早的文明體中即已出現,并逐漸形成穩定的郵驿系統。

中世紀晚期,郵政系統首先在巴黎出現,随後擴充到其他歐洲國家,一種制度化的社會通信系統由此開始。但以這種正常通信方式交流,速度不會超過飛奔的馬,或漲滿風的帆船。

若以傳達政治指令的速度而論,英王伊麗莎白一世時期與伯裡克利時代并無二緻。

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但另有一類利用火光、聲音等非物質形式的通信方式,其曆史同樣十分悠久。

古代衆多曆史和宗教書籍中都有烽火通信應用的記載,甚至直至16世紀,簡易的烽火通信依然是歐洲的正常(預警)方式。

以英國為例,英格蘭南部各郡(尤其沿海)戰略地位重要,烽火裝置尤多,14世紀曾有記錄指出該地區共31座烽火台。

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西班牙“無敵艦隊”在1588年逼近時,英國及愛爾蘭海岸的烽火預警是最著名的例子。

烽火(fire beacon)通信”雖曆史久遠且地位重要,卻隻能傳遞簡單的信号,不能視作電信的前身。

我們認為,電信的前身為一種利用編碼原理進行的遠端“即時通信”,也即傳播學者詹姆斯·凱瑞(James W,Carev)所謂“運輸“與“通訊“相分離的系統性通信技術。

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烽火等簡單通信方式之外,古希臘時代已出現利用編碼的“遠端即時通信系統,從編碼萬看,這些通信方式可視作電信編碼的技術之源。

這種通信系統的最早記載,見于古羅馬曆史學家波利比烏斯(Polbius)的《通史》(The Hislories).這是,種利用多支火炬的通信系統,最初約發明于公元前150年,主要原理是将字丹長分為縱橫5組,以左右兩組火炬的位置共同标示出傳遞的字母。

20世紀初,德國亞琛工業大學(Technical University ofAachen)的學生曾試驗過前述 5<5的火炬編碼通信方式,據稱每分鐘可以傳遞8個字母,通信速度已較為可觀。

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旗語也是一種重要的遠端即時通信方式:旗幟在古代更多承擔了軍事指揮和象征作用,《孫子》“軍争篇“引《軍政》雲:“言不相聞,故為之金鼓:視不相見,收為之族旗”。

并進一步指出“大金鼓族旗者,是以民之耳日也。民既學,則勇各不得獨進,怯者不得獨退,此用衆之法也”'

這是以金鼓、旗作為号令車隊的符号,而旌旗是以也可用作士氣(的辨別。

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歐洲戰争所用的旗幟早期也隻用作訓示與象征,也用于船艦問的通信。西方古典時代的相關記載不多。

公元9世紀的拜占庭帝圍時期,拜占庭利奧六世(886-912)在其所《戰術》中指出,陸戰中各分隊旗幟的大小、圖案各異,可用以訓示和集結隊伍。

隊旗也是以相當重要,若在戰鬥中“無正當理由被敵人奪走”,掌旗官會被“羞辱示衆,并降為普通士兵”。

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而在海戰中,海洋中艦船之間互相隔開,且環境聲音雜,很難利用平常的聲音或騎馬的傳令官,隻能求助于視覺通信,"是以旗語格外被重視。

但當時的旗語,似乎還隻能傳送簡單的指令信号,“或者樹立、或者向左、向右搖擺,或者上下晃動、完全放倒,又或者掉轉方向,改換旗幟顔色,等等”。

之後數百年裡,旗語的進展也非常有限。一般認為,17世紀的約克公爵(即後來的姆士二世)才将系統的旗語引入英國海軍。

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但1673年的英國海軍的旗語密碼本中,尚以15 種不同旗幟各自代表一種既定資訊,顯然與古代的情況仍差別不大。

在古代,火炬通信或旗語在快速通信的同時,也被視作秘密通信,也即今日所謂密碼術,出于通信安全性考慮。

密碼術的曆史也非常久遠。古羅馬尤裡烏斯·凱撒的移位密碼術在當時即廣為人知。

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13世紀,英國聖方濟各會修士羅傑·培根(RogerBacon)論述了歐洲使用密碼的情況,并描述了幾種秘密書寫的技巧,但還隻是簡單的字母替換或省略。

14世紀晚期,政治動蕩的意大利出現了很多密碼詞彙手冊,密碼術也逐漸成為一種正常外交工具。

16世紀末出現了不少著名的密碼方法或論著,如法國外交家布萊茲·德·維熱納爾(Blaise de Vigenere)創制的“維熱納爾密碼”。

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而同時期,英王伊麗莎白一世的表妹蘇格蘭女王瑪麗,因密謀刺殺伊麗莎白的通信密碼洩露而被處死。

密碼術在17世紀和18世紀推廣至整個歐洲,很多國家的政權都建立了制度化的密碼分析機構,即所謂“密室”(blackchambers),截獲敵方或外交官乃至國内政治家的來往信件。

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17 和 18 世紀的新進展

古典時代至近代早期,少數精巧的火炬或旗語通信方法,以及應用于正常通信中的“密碼術”和“編碼”,都為17世紀和18世紀的更多“遠端即時通信”設想或實驗提供了重要借鑒。

17世紀望遠鏡的發明則引發了新的即時通信設想,促成了一些重要通信實驗,進一步推動了相關技術的發展。

望遠鏡的出現是遠端即時通信發展進化的關鍵環節。

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利用視覺信号的遠端即時通信會受裸眼視力的限制,而望遠鏡作為眼睛的延伸,突破了這種限制,促進了很多通信設想和實驗的出現。

望遠鏡由荷蘭人在1608年發明,經伽利略等人改進後,很快被人用于遠端即時通信。

1616年,德國人凱斯勒(FranzKessler)就描述了利用望遠鏡通信的方法:利用一個内部塗鉛的大桶,在桶中燃火,桶的一側裝有可操控開關的遮闆,以閃光次數編碼單個字母,以此向遠方發送資訊。

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之後還有不少類似設想,如1636年荷蘭人韋斯滕(WynantvanWesten)及1663年伍斯特的馬奎斯(Marquis ofWorcester)在其著作中都有提及。

另有1664年一封書信中的描述,建議将古希臘5x5的夜晚火炬編碼通信,改為白天在山上的通信,具體方法即在兩組(每組5根)長杆上懸挂辨別物,通過其升降來傳送信号。

1684年,英國人羅伯特·胡克(RobertHooke)設計了一種借助視覺的通信裝置,應是近代首個較完善的遠端“即時通信"裝置。

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作為英國皇家學會的實驗室主管胡克是“那時皇家學會中最有才幹的實驗家和最有獨創性、最富想象力的發明家”。

胡克的視報設計,首次公布于其在英國皇家學會的演講中。他在演講中明确指出:“為了實作這種通信方法,我們必須借助一種近期的發明-一古人顯然并不知道這種發明,眼睛需要借助望遠鏡來觀看”。

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胡克的設計以一塊屏作為背景,懸挂替代學母的符号,并沒計了距離與尺寸的比例關系,以及字母之外的控制符号,如“始”、“過快“等:該裝置實際上并沒有編碼,隻是将字母替換成更明顯的符号,以便從遠處進行觀察。

法國人紀堯姆-阿家頓(GuillaumeAmontons)也在1690年有提出了種類似方法,人緻是在風乍葉片上書寫字母,借助望選鏡進行通信似他本人也承認,這種裝置隻是新奇之物,恐怕很難實用。

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胡克和阿蒙頓的通信設計作 18 世紀已廣為人知,1794年的英國的雜志《紳士》(Genlemenshlagaine)及1796作德克的著作都提到了兩人的發明。

埃奇沃斯在1797年的文章中也指出,“所有機械(通信裝置)設計者都會提到胡克

然而,望遠鏡企17世紀和18世紀無疑稀有且品貴,透鏡的制需要一定的專業技術。另外,雖然望遠鏡的性能在逐漸改進,但鏡片折射造成的色差降低了望遠鏡的觀測品質。

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加長鏡筒可以減弱色差,但也無法消除。後來頓在1668年制造了反射式望遠鏡,但很難制造,也沒有普及。

是以,利用望遠鏡的遠端通信裝置在17世紀顯然仍少有人知。直至18世紀上半葉,才有人造出了消色差透鏡,稍後約翰·多朗德(John Dollond)加以改進,制造的望遠鏡已可以看到 10 公裡之外。

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在胡克1684年的方案出現之後,整個18世紀(至少18世紀後半葉)也存在人筆此類遠端即時通信設計。随着望遠鏡的改進,其可行性也應更人:但設計似乎隻是将其作為消遣,甚至未加記錄。

遠端即時通信技術的“新穎物“種類察多,H各自相借鑒,并龍中斷的迹象。1794年,法國人克勞德·沙普(Claude Chappe)的視報投入應用,引發了新的設計熱潮。但在此之前,諸多不利因素卻阻擋了這些遠端“即時通信”的人規模應用,

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