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英国的电信技术是如何从古代的“即时通信”发展到19世纪的?

作者:天空叙史

前言

电信技术可追溯至古代的远距离“即时通信”(instantaneous commmunication)尝试。

近代早期及之前,军事所用的某些火炬编码通信、旗语,以及密码术和编码的发展,佐以17世纪发明的望远镜,推动诸多新的“即时通信”技术发展,为电信技术的正式出现奠定了基础。

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然而,邮驿系统等常规通信的不断完善和18世纪中叶开始的道路革命、军事通信对“即时通信”需求的不足与常规军事通信的发展,以及诸多“远程即时通信”系统本身的缺陷,却对这些技术的大规模使用造成严重阻碍。

及至18世纪末,法国大革命所造成的战争局势才推动第一种电信技术(视报)的大规模应用。

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作为电信技术前身的远程“即时通信”

在有文字的社会中,最常见的信息传送者是步行或骑马的信使。这种信息交换方式在最早的文明体中即已出现,并逐渐形成稳定的邮驿系统。

中世纪晚期,邮政系统首先在巴黎出现,随后扩展到其他欧洲国家,一种制度化的社会通信系统由此开始。但以这种常规通信方式交流,速度不会超过飞奔的马,或涨满风的帆船。

若以传达政治命令的速度而论,英王伊丽莎白一世时期与伯里克利时代并无二致。

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但另有一类利用火光、声音等非物质形式的通信方式,其历史同样十分悠久。

古代众多历史和宗教书籍中都有烽火通信应用的记载,甚至直至16世纪,简易的烽火通信依然是欧洲的常规(预警)方式。

以英国为例,英格兰南部各郡(尤其沿海)战略地位重要,烽火装置尤多,14世纪曾有记录指出该地区共31座烽火台。

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西班牙“无敌舰队”在1588年逼近时,英国及爱尔兰海岸的烽火预警是最著名的例子。

烽火(fire beacon)通信”虽历史久远且地位重要,却只能传递简单的信号,不能视作电信的前身。

我们认为,电信的前身为一种利用编码原理进行的远程“即时通信”,也即传播学者詹姆斯·凯瑞(James W,Carev)所谓“运输“与“通讯“相分离的系统性通信技术。

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烽火等简单通信方式之外,古希腊时代已出现利用编码的“远程即时通信系统,从编码万看,这些通信方式可视作电信编码的技术之源。

这种通信系统的最早记载,见于古罗马历史学家波利比乌斯(Polbius)的《通史》(The Hislories).这是,种利用多支火炬的通信系统,最初约发明于公元前150年,主要原理是将字丹长分为纵横5组,以左右两组火炬的位置共同标示出传递的字母。

20世纪初,德国亚琛工业大学(Technical University ofAachen)的学生曾试验过前述 5<5的火炬编码通信方式,据称每分钟可以传递8个字母,通信速度已较为可观。

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旗语也是一种重要的远程即时通信方式:旗帜在古代更多承担了军事指挥和象征作用,《孙子》“军争篇“引《军政》云:“言不相闻,故为之金鼓:视不相见,收为之族旗”。

并进一步指出“大金鼓族旗者,所以民之耳日也。民既学,则勇各不得独进,怯者不得独退,此用众之法也”'

这是以金鼓、旗作为号令车队的符号,而旌旗因此也可用作士气(的标识。

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欧洲战争所用的旗帜早期也只用作指示与象征,也用于船舰问的通信。西方古典时代的相关记载不多。

公元9世纪的拜占庭帝围时期,拜占庭利奥六世(886-912)在其所《战术》中指出,陆战中各分队旗帜的大小、图案各异,可用以指示和集结队伍。

队旗也因此相当重要,若在战斗中“无正当理由被敌人夺走”,掌旗官会被“羞辱示众,并降为普通士兵”。

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而在海战中,海洋中舰船之间相互隔开,且环境声音杂,很难利用平常的声音或骑马的传令官,只能求助于视觉通信,"因此旗语格外被重视。

但当时的旗语,似乎还只能传送简单的命令信号,“或者树立、或者向左、向右摇摆,或者上下晃动、完全放倒,又或者掉转方向,改换旗帜颜色,等等”。

之后数百年里,旗语的进展也非常有限。一般认为,17世纪的约克公爵(即后来的姆士二世)才将系统的旗语引入英国海军。

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但1673年的英国海军的旗语密码本中,尚以15 种不同旗帜各自代表一种既定信息,显然与古代的情况仍区别不大。

在古代,火炬通信或旗语在快速通信的同时,也被视作秘密通信,也即今日所谓密码术,出于通信安全性考虑。

密码术的历史也非常久远。古罗马尤里乌斯·凯撒的移位密码术在当时即广为人知。

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13世纪,英国圣方济各会修士罗杰·培根(RogerBacon)论述了欧洲使用密码的情况,并描述了几种秘密书写的技巧,但还只是简单的字母替换或省略。

14世纪晚期,政治动荡的意大利出现了很多密码词汇手册,密码术也逐渐成为一种常规外交工具。

16世纪末出现了不少著名的密码方法或论著,如法国外交家布莱兹·德·维热纳尔(Blaise de Vigenere)创制的“维热纳尔密码”。

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而同时期,英王伊丽莎白一世的表妹苏格兰女王玛丽,因密谋刺杀伊丽莎白的通信密码泄露而被处死。

密码术在17世纪和18世纪推广至整个欧洲,很多国家的政权都建立了制度化的密码分析机构,即所谓“密室”(blackchambers),截获敌方或外交官乃至国内政治家的来往信件。

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17 和 18 世纪的新进展

古典时代至近代早期,少数精巧的火炬或旗语通信方法,以及应用于常规通信中的“密码术”和“编码”,都为17世纪和18世纪的更多“远程即时通信”设想或实验提供了重要借鉴。

17世纪望远镜的发明则引发了新的即时通信设想,促成了一些重要通信实验,进一步推动了相关技术的发展。

望远镜的出现是远程即时通信发展进化的关键环节。

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利用视觉信号的远程即时通信会受裸眼视力的限制,而望远镜作为眼睛的延伸,突破了这种限制,促进了很多通信设想和实验的出现。

望远镜由荷兰人在1608年发明,经伽利略等人改进后,很快被人用于远程即时通信。

1616年,德国人凯斯勒(FranzKessler)就描述了利用望远镜通信的方法:利用一个内部涂铅的大桶,在桶中燃火,桶的一侧装有可操控开关的遮板,以闪光次数编码单个字母,以此向远方发送信息。

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之后还有不少类似设想,如1636年荷兰人韦斯滕(WynantvanWesten)及1663年伍斯特的马奎斯(Marquis ofWorcester)在其著作中都有提及。

另有1664年一封书信中的描述,建议将古希腊5x5的夜晚火炬编码通信,改为白天在山上的通信,具体方法即在两组(每组5根)长杆上悬挂标识物,通过其升降来传送信号。

1684年,英国人罗伯特·胡克(RobertHooke)设计了一种借助视觉的通信装置,应是近代首个较完善的远程“即时通信"装置。

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作为英国皇家学会的实验室主管胡克是“那时皇家学会中最有才干的实验家和最有独创性、最富想象力的发明家”。

胡克的视报设计,首次公布于其在英国皇家学会的演讲中。他在演讲中明确指出:“为了实现这种通信方法,我们必须借助一种近期的发明-一古人显然并不知道这种发明,眼睛需要借助望远镜来观看”。

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胡克的设计以一块屏作为背景,悬挂替代学母的符号,并没计了距离与尺寸的比例关系,以及字母之外的控制符号,如“始”、“过快“等:该装置实际上并没有编码,只是将字母替换成更明显的符号,以便从远处进行观察。

法国人纪尧姆-阿家顿(GuillaumeAmontons)也在1690年有提出了种类似方法,人致是在风乍叶片上书写字母,借助望选镜进行通信似他本人也承认,这种装置只是新奇之物,恐怕很难实用。

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胡克和阿蒙顿的通信设计作 18 世纪已广为人知,1794年的英国的杂志《绅士》(Genlemenshlagaine)及1796作德克的著作都提到了两人的发明。

埃奇沃斯在1797年的文章中也指出,“所有机械(通信装置)设计者都会提到胡克

然而,望远镜企17世纪和18世纪无疑稀有且品贵,透镜的制需要一定的专业技术。另外,虽然望远镜的性能在逐渐改进,但镜片折射造成的色差降低了望远镜的观测质量。

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加长镜筒可以减弱色差,但也无法消除。后来顿在1668年制造了反射式望远镜,但很难制造,也没有普及。

因此,利用望远镜的远程通信装置在17世纪显然仍少有人知。直至18世纪上半叶,才有人造出了消色差透镜,稍后约翰·多朗德(John Dollond)加以改进,制造的望远镜已可以看到 10 公里之外。

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在胡克1684年的方案出现之后,整个18世纪(至少18世纪后半叶)也存在人笔此类远程即时通信设计。随着望远镜的改进,其可行性也应更人:但设计似乎只是将其作为消遣,甚至未加记录。

远程即时通信技术的“新颖物“种类察多,H各自相借鉴,并龙中断的迹象。1794年,法国人克劳德·沙普(Claude Chappe)的视报投入应用,引发了新的设计热潮。但在此之前,诸多不利因素却阻挡了这些远程“即时通信”的人规模应用,

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