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近代通信:插上电的翅膀

中国通信学会
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人类在此之前近千年的时光里,通信方式并没有发生太大的变化,原因是什么呢?就是古代的人类对于信息载体的掌握与运用程度远远不够,从而仍然把书信作为日常生活中通信的第一选择。而等到通信插上了“电”的翅膀之后,情况就大不一样了。

19 世纪,随着各种基础学科的发展日新月异,人们对电的认识也经历了由摩擦生电(格雷)、雷电(富兰克林)、电磁感应(法拉第)到发明电池(伏特)的转变,从认识电,到存储电、利用电。在这一背景之下,电报应运而生,横空出世,揭开了通信“电时代”的序幕。

1832 年,一艘名叫“萨丽号”的邮船满载旅客,从法国北部的勒阿弗尔港驶向纽约,船受到风暴的袭击,在波峰浪谷中颠簸,美国画家塞缪乐 · 莫尔斯(Samael Morse)也在这艘船中,他听船长讲述了一个故事:“哥伦布在探索美洲大陆时,因船上食物腐烂变质,陷入困境,向自己的国家写了一封求援信,塞进密封的椰壳里,投入大海,指望海水能把这封信送到西班牙,结果当然是没人收到这封信”。听完故事后,莫尔斯更加感到人类在自然面前的渺小。

但也是在这次旅途中,莫尔斯从一位电学博士那里得知了电磁感应效应,莫尔斯对此产生了深深的兴趣。他想:“电的传递速度如此快,能够在瞬间传到千里之外,而电磁铁在有无通电时能产生不同的反应,利用这种特性不就可以传递信息了吗!”

之前的科学家往往为了表达 26 个字母而设计了异常复杂的发报和收报装置,使得想法无法实现。所以,莫尔斯首先思考如何用一种较为简单的符号系统来表达 26 个英文字母的信息。

“用什么符号表示 26 个英文字母呢?”莫尔斯苦苦思索后,决定用点、横线和空白这3种符号的组合来表示每一个英文字母和阿拉伯数字。这就是“莫尔斯电码”(见下表),这是电信史上最早的正式编码。

莫尔斯电码

有了编码的思路之后,经过无数次的探索与尝试,1837 年,莫尔斯终于成功地研制出世界上第一台电磁式有线电报机。这台电报机发报装置结构很简单,由电键和一组电池组成,按下电键就有电流通过,按的时间短促表示点信号,按的时间长表示横线信号;它的收报机装置比较复杂,由一只电磁铁及其他附件组成,有电流通过时,电磁铁产生磁性,由电磁铁控制的笔便在纸上记录下点或横线。

1844 年 5 月 24 日,莫尔斯坐在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅中,向 40 英里(64千米)以外的巴尔的摩,无比激动地发出了人类历史上第一份长途电报。至此,通信的电时代正式揭开序幕。

随着数学、物理学、计算机科学等各种基础学科的进步,通信技术在后来的几十年之中,有了质的飞跃。

1875 年,亚历山大·贝尔(Alexander Bell)发明了世界上第一台可用的电话机。这台电话机的发话器以磁舌簧为核心,能传递各种频率的声音,振动舌簧通过电磁感应转换为各种电振荡,同样结构的装置放在远处的另一端,作为接收机使用。

1878 年,在相距300km的波士顿和纽约之间,贝尔进行了首次长途电话实验,大获成功,开启了电信史上的无线通信时代。贝尔随后成立了贝尔电话公司,为一些愿意尝试电话通信的家庭安装人类的第一批电话,这也是美国电话电报公司(AT&T)的前身。

贝尔是一位不折不扣的发明家。除了发明电话,他还发明了助听器,改进了爱迪生发明的留声机,发明了X光机的雏形,并对聋哑语的发明有着巨大贡献,创立了英国聋哑教育促进协会。

时势造英雄,英雄也成就时代,莫尔斯、贝尔等通信领域的巨匠,为通信史的长夜点燃了一把无比耀眼的火炬。正因为有了基础学科的进步与成熟,以及致力于通信的无数前辈自身的艰辛探索,通信的黄金时代才悄然来临。

——摘自《大话移动通信》

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