- 青少年科學人文藝術通識大全(彩圖精裝)
- 魯中石
- 1780字
- 2019-01-02 19:30:12
電報的出現
電報技術是除人聲之外的首項遠距離即時通信技術。在此之前,人們曾使用視覺信號作為即時通信媒介,如美洲土著人使用的煙信號、英國海軍使用的旗語等,而后者則與鐵路信號較為相似。
昏暗與低能見度使視覺信號毫無用處。但當條件合適,視覺信號卻是最快捷的通信方式—它在發送人與接收人之間以光速傳播。其次,沿著導線傳播的電流也能達到很快的速度。1804年,意大利物理學家亞歷山德羅·伏打(1745~1827年)發明電池后不久,加泰羅尼亞科學家唐·弗朗西斯科·沙爾瓦·康皮奧(1751~1828年)設計出25線電解電報機,其每一根導線均代表字母表中的一個字母(除了“K”以外),并連接到一管酸溶液中的一個電極上,一根導線在溶液管內與其他電極相互連接,并繞回到發報者處,當發報者將這根導線及其他導線中的一根與電池相連時,電流在接收者這端引發水的電解反應,于是在電極上出現水泡,接收者只需查詢冒泡電線所代表的字母即可獲取電報內容。
1809年,德國物理學家薩繆爾·馮·薩墨林(1755~1830年)設計制造出類似原理的電解電報,共使用35根電線,能夠在3千米之內進行即時通信。隨后,1816年,英國發明家弗朗西斯·羅納德斯(1788~1873年)改進了薩墨林的系統,使其只需要兩根電線即可。隨后他將這一發明獻給英國皇家海軍,但海軍軍官們卻不為所動,依舊使用古老的旗語進行即時通信。
大事記
1804年 25線電解電報被發明
1816年 兩線電解電報被發明
1829年 改進式電磁石被發明
1833年 兩線針式電報被發明
1838年 單線電磁電報被發明
1855年 單傳打字電報被發明
物理學方面的一個個重大發現進一步推動了電報的發展。1820年,丹麥物理學家漢斯·奧斯特(1777~1851年)發現通電導線產生的磁場使得附近的指南針發生偏轉。1829年,美國物理學家約瑟夫·亨利(1797~1878年)制造了強力電磁石,具有很大的提升力。1835年,亨利制作了一個實驗性電報機,用電脈沖代表字符代碼。接收端的電磁石與電脈沖作用,導致一塊小鐵片發出清脆的“嘀嗒”聲。之后,美國發明家薩繆爾·莫爾斯(1791~1872年)改進了亨利的這一設計。

薩繆爾·莫爾斯原始電報接收機具有一對突出的電磁石,能夠控制筆尖在紙帶上打印“點”與“劃”,并且有一個發條裝置的馬達驅動紙帶穿過電報機。
與此同時,1832年,俄羅斯發明家帕維爾·希林(1786~1837年)利用奧爾斯德的發現,制造了首臺磁化針式電報。它共使用6根電線,電流磁化線圈,產生磁場,使安裝在其上方的磁針偏轉。希林的發明在圣彼得堡之外幾乎不為人所知,但是德國物理學家卡爾·高斯(1777~1855年)以及威赫姆·韋伯(1804~1891年)得知希林的發明后,對此進行改進,并于1833年成功使用兩線單針電報把信號發送到3千米之外。4年后,英國物理學家威廉·庫克(1806~1879年)以及查爾斯·惠斯通(1802~1875年)取得針式電報機的專利權,該電報機有5根指針,指示著鉆石形板上不同的字母組合,它共需6根導線—5根導線連接5根指針,另有1根用于電流回路。1838年,大西部鐵路線的一段安裝了該電報機。1854年,該電報機減少到3根導線;而1845年經過改進的電報接收機僅需要1根指針,大大簡化了電報機結構。到1852年,全長約6500千米的英國鐵路線全部裝備了這一電報通信系統。

1855年,大衛·休斯發明的打字電報機的鍵盤非常像鋼琴鍵盤,能夠在紙帶上逐字符打印信息。

圖為位于倫敦的一家電報事務所,同時也是除商店、工廠外最早雇傭女工的部門。
1838年,莫爾斯演示了他發明的單線電報機,并于1844年首次將其應用于商業領域,在華盛頓至巴爾的摩全長60千米的鐵路線上安裝了莫爾斯電報機。莫爾斯電報機僅僅是在亨利的想法的基礎上做了小小的改進,他的貢獻在于發明了“點”與“劃”的編碼方式,即“莫爾斯電碼”。很快,這一編碼便廣泛應用于電報信息傳遞領域(稍后出現的無線電通信也同樣使用莫爾斯電碼)。莫爾斯電碼最終版本的完善工作主要是由莫爾斯的助手阿爾弗雷德·維爾(1807~1859年)完成的。
很快,電報線纜便覆蓋了北美洲以及歐洲的絕大部分地區。之后又將鋪設工作轉向水下,如1845年橫跨紐約港的水下電報線纜以及1851年橫跨英吉利海峽的水下電報線纜等。1855年,美籍英裔發明家大衛·休斯(1831~1900年)發明單傳打字電報機,發報者只需輕擊鍵盤,收報端一臺相似的機器就能自動將接收的信息打印出來。1856年,紐約密西西比河流域打印電報公司正式更名為西部聯盟電報公司,以表示連接橫跨美國東西部的電報線網絡。從此,電報成為國內國際間通行的主要即時通訊媒介,直到后來被電話以及無線電通信替代為止。