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通讯新闻: 穿越时光,回首过去:人类万年通讯史

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通信技术是支撑现代社会发展最为基础的技术,通信就是传递信息。最早的通信有最古老的书信通信、烽火台传信等。而当今的通信手段更为多样化,电话、电子邮件、即时通信(微信)、手机等。

数千年来,不管是君王或将军,都需要一套很有效率的通讯模式来治理国家、指挥军队。他们当然也深知万一信息落入不当人士手里,让敌国窥知机密,或让反对势力获取关键信息时,所会产生的严重后果。掌握5G技术的华为站在通信的制高点,也是华为自去年以来一直被美国打压的原因。

控制信息通流是保持社会稳定的一种手段。历来通信手段都是从军用开始,然后再延伸到民用。

让我们穿越时光,回首过去,探索通信是怎么演变的。

文字和书写系统

在旧石器时代,文字并不是必须的。那时人类还处于徒迁的状态,哪里有食物就迁移到哪里,食物被采集完就迁移到下个地方,那时也称为采集社会。采集社会最大的特征就是人类没有多余的家当,没有贮藏食物的需求。哥贝可利石阵的发现,证明人类开始定居。石柱表面还刻着一些动物浮雕,这可能是目前发现最早的象形符号。

象形符号不算真正的文字,目前我们所知最早的文字是刻在乌鲁克遗址一个庙宇的泥板上。泥板记录了谷物和牲畜的数量。定居使人类产生剩余的食物和阶层的分化,交易开始萌芽,交易所产生的数据已超出人类的记忆力,急需一种方法来帮助记忆。

结绳记事粉墨登场,在绳子上打结记录数据,更为让人惊叹的是,结绳还能实现十进制计数。比如,一个半结叠放于两个半结之上再叠放于七个结之上是用于记录数字“127”。不过这种高精细和有效的技术,当时只被少数权贵掌握。

社会群体的不断扩大,分工更为明细,人类交流更为频繁,记录财产作为最大的诉求,结绳记事已不能满足。需要一种更为方便交流和记录文字的载体。泥板和楔形文字被发明出来,一来泥板方便携带,二来楔形文字可以表达更为丰富的信息。

在华夏文明里,一直有传说仓颉造字,但并没有被证实。在纸被发明之前,文字的载体最早是兽骨,然后是竹简和绢帛,慢慢进化到纸的发明。

所以,文字的发明是出于记录信息的诉求,而文字载体的发明更多是出于人类的频繁交流,所以文字载体发明路径是越来越轻便。

远距离通信

随着领土的不断扩张,掌权者要维持领土不掉失,需要一种更高效的通信手段,怎么让远方的守军收到指示变得迫在眉睫。最早有中国的烽火台,当最临近敌人的烽火台守候部队发现敌情,守兵会点着狼烟。古人用“狼烟四起”来形容到处都在爆发战争,说明国家危机,百姓要遭殃!距离这支发现敌情的部队比较近的烽火台守候部队接着燃起狼烟,逐步扩散,很快,所有人都得知前线有敌情。

还有,16世纪法国的克洛德.沙普发明的信号塔,沙普制作的信号塔主要是通过视觉,从一座信号塔向另一座视觉范围内的信号塔发送信号。和烽火台有异曲同工之处,烽火台只能传达“有”和“无”两种信息,信号塔通过在横梁两端安装两个巨大悬臂,分别由缆索操纵,悬臂可以形成七个角度,相邻之间相差四十五度,单次可以传输98种信息。1799 年拿破仑政变成功后,通过信号塔向全国各地发送了一条信息“巴黎无事,良民皆安”。

摆臂信号要配合编码本一起使用,通讯员才能解读上个信号塔要传达什么信息。所以编码是整个信号塔系统的关键所在。电报和计算机也延续了这个核心思想。

电报的发明

不到半个世纪,沙普信号塔网络却销声匿迹了,被电报完全取代。在电报以前包括信件、烽火台、信号塔等都极容易受到天气的影响,而且传递信息很容易被中断或解读错误等问题。在军事领域,一个错误信息带来的后果是不堪设想的。

电报虽是在19世纪登场,但它的起源却可回溯至1753年。在苏格兰的杂志上描述如何在发信人和收信人之间连上26条电缆,每个字母一条,即可越过长距离传送信息。发信人可以利用不同的电缆送出电波,拼写出信息。例如,要拼hello,发信人就先用h电缆送出一个讯号,接着用e电缆,以此类推。收信人侦测电流来自哪一条电缆,借此读出信息。

41岁的美国画家摩尔斯根据电磁效应原理发明了电报。电报是通过电路的通和断来表示信号,电流流通、然后被中断,一系列的通和断可以被组织起来传递信息。

和沙普信号塔一样,仅仅传递信号,通讯员是无法解读信息的。必须要配合相应的编码,电报系统才能正常运作。因此,摩尔斯设计了“Morse Code”电码表。

电报在远距离通信领域跨出巨大一步,可使军事命令迅速传达下去,给传媒业带来最新的消息,提供宝贵的商业信息,让遥遥相隔的公司可以进行实时交易等,这可是人类信息史上划时代的发明。

加密与解密

伴随着通信技术一起发展演化就有各种各样的加密和解密手段。通常文字也被认为是一种加密手段,懂的人越少越安全,当今全世界各地的语言专家都日以继夜地在破解古文。

当今密码术已成一种严谨专业的学科,每个国家都设立了密码部门,发明及使用最好的密码来确保通讯安全。相对地,敌方的解码专家则努力破解密码以偷取机密。

历史上第一件军用密码装置——公元前5世纪的斯巴达密码棒(scytale),采用移位法。密码棒是一根木棒,缠绕上一条皮革或羊皮纸,发信人在密码棒上横向写下信息,再解下这条皮带。展开来看,皮带上的长串字母没有任何意义,借此方法即可搅乱信息的内容。收信人把这条皮带缠绕在直径相同的密码棒上,就可以还原信息了。

在电报时代,如何保护敏感信息成为关键问题,特别是在传输军事机密时。摩尔斯电码本身并不是密码,因为它并未隐藏信息。通常解决方法是,在将信息交给通讯员之前先加密。通讯员将密码文转换成摩尔斯电码,然后再传送出去。加密不仅能防止通讯员看到敏感数据,也能使搭接电报电缆窃听的间谍无法轻易窃得秘密。在影视作品中经常看到双方你来我往地破解对方的电报。

电话的发明

电报的发明,把人们想要传递的信息以每秒30万公里的速度传向远方。但久而久之,人们又不满足了。因为发一份电报,需要先拟好电报稿,然后再译成电码,交通信员发送出去;对方通信员收到报文后,得先把电码译成文字,然后投送给收报人。这不仅手续繁多,而且不能及时地进行双向信息交流;要得到对方的回电,还需要等较长的时间。

人们对电报的不满,反向促使科学家们开始新的探索。

1873 年某一天,亚历山大·格雷厄姆·贝尔在做电报实验时,偶然发现了一块铁片在磁铁前振动会发出微弱声音的现象,而且他还发现这种声音能通过导线传向远方。这给贝尔以很大的启发。他想,如果对着铁片讲话,不也可以引起铁片的振动吗?这就是贝尔关于电话的最初构想。

1875 年,贝尔和他的助手沃森利用电磁感应的原理,成功地制造出了世界上第一部传递声音的机器——磁电电话机。

虽然电报也可以迅速地把信息从一个地方传送到另一个地方,但毕竟无法实现同步双向传输。而电话的诞生,实现了人类最基本的声音传送,而且学习毫无成本,和面对面交流并无太大差异。

后记

人类发展几百万年,从两河流域文明,泥罗河文明再到华夏文明,孕育了光辉灿烂的古代文明。从马匹传信、烽火台、信号塔、电报再到电话的发明使得人类沟通越来越方便。到现代,互联网、5G技术的发展让人类进入新的历史阶段。可以说,人类的文明史,就是一部信息通信发展史。

(完)

参考资料

1、《书写的历史》 【新西兰】 斯蒂文·罗杰·费希尔 著

2、《码书》 【英】 西蒙·辛格 著

3、《技术简史》 【美】 德伯拉·L·斯帕 著

4、《全球科技通史》 吴军 著

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