【工具辅导类】中华学生百科全书：通信技术.pdf

《【工具辅导类】中华学生百科全书：通信技术.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【工具辅导类】中华学生百科全书：通信技术.pdf（38页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、通 信 技 术从古代的邮驿到近代邮政 邮驿与邮政 在我国古代，把骑马送信称为邮驿。据甲骨文记载，商朝时就已经有了邮驿，周朝时进一步得到了完善。那时的邮驿，在送信的大道上，每隔 3 4里设有一个驿站，驿站中备有马匹，在送信过程中可以在站里换马换人，使官府的公文、信件能够一站接一站，不停地传递下去。我国邮驿制度经历了春秋、汉、唐、宋、元的各个朝代的发展，一直到清朝中叶才逐渐衰落，被现代邮政取代。在古代其它国家也存在过这种骑马送信的邮驿制度。1 4 世纪时，中亚地区曾出现过一个强大而又短暂的帖木儿帝国，是由蒙古人的后裔建立的，控制着包括现在的印度、阿富汗、伊朗等地的广大地区。贴本儿帝国制订了严格的邮

2、驿制度，规定驿使每天必须走 5 0 0 里路程，而且还赐与驿使一项特权，行路中需要换马时，不论是皇亲国戚，还是寻常百姓，只要驿使提出换马的要求，都要用自己的马和驿使交换，如果柜绝就有杀头之罪。在一段时期内帖木儿的大军开疆拓土，屡战屡胜，与邮驿制度健全，信息灵通是分不开的。邮驿是官府的通信组织，只许传送官府的文件，而不允许传送私人信件。由于生产的发展和生活的需要，人们对通信的要求越来越迫切，出外经商的、做工的以及战乱年代被迫出征的战士和远离家乡逃荒避难的人们，都需要和家人亲友通信。特别是各地商人，为了互相交流商情、商谈贸易、寄递帐单等都迫切需要通信。于是民间传递信件的业务就应运而生了。大约在唐朝

3、的时候，长安、洛阳之间就有了专门为商人服务的“驿驴”。当时还有一种叫飞钱的办法，就是各地商人可以把在长安贩卖货物挣的钱存入各地方官府驻长安的机构。这些机构发给商人存钱的收据，商人拿着收据回到地方后，再凭收据到各地方官府取钱，这样就免除了路上被强盗抢走钱财的风险。明朝初年，在西南地区出现了叫“麻乡约”的民邮机构。那时候许多外省人移居到地广人稀、土地肥沃的四川省，尤以湖北省孝感的人最多，他们虽然定居在四川，但仍很想念家乡的亲人，所以每年都定期举行集会，并推举代表，回乡探亲，同时也帮助同乡捎带书信和包裹，天长日久，就成了传统。于是人们干脆就成立了叫“麻乡约”的商行，专门负责替人传递包裹和信件，兼营货

4、物运输。到了明朝永乐年间，民间出现了专业民邮机构民信局。民信局的出现是民间贸易、民间交往日益发展的必然结果。民信局首先出现在著名的港口城市宁波。那里工商业发达，是水陆交通的重镇，当地有许多人外出经商做官。当时的宁波绍兴一带人士遍布全国各地，他们之间的书信往来非常频繁，但托人转代非常不便，一封信要经过很长时间才能到达收信人手中。在这种背景下，民信局产生了。由于适应了形势的需要，所以民信局发展很快。不久，在全国各地尤其是大城市和一些沿海口岸相继建立了许多家民信局。这些民信局一般都有一定的管辖范围，路途遥远的邮件常常需要几个民信局互相合作，才能把邮件传递到目的地。当时的民信局经营范围很广，既能传递信

5、件、包裹，也能汇兑银钱，甚至还能托运一些大件物品。民信局在清咸丰同治年间发展到了鼎盛时期，全国大小民信局多达数千家。在广东、福建的沿海地区还出现了专门为海外侨胞服务的民信局侨批局。那时候许多穷苦百姓为生活所迫不得不飘洋过海到异国他乡去谋生，虽然身在海外，但仍心系故土，需要和家乡的亲人通信联系，也需要给家人寄回金钱和物品。民信局为了满足这些人的需要，成立了专门为侨胞办理通信和汇款业务的机构，只是因为福建方言中把“信”说成“批”，所以才叫“侨批局”。具有现代意义的邮政局大清邮政是于 1 8 9 6 年正式成立的。它是由当时霸占我国海关税务大权的英国人赫德一手创办的。他的目的并不是要帮助我国发展邮政

6、通信事业，而是为了进一步掠夺中国的财富。以后几十年，从英国人赫德到法国人制黎、铁士兰，帝国主义列强一直控制着中国的邮政，并从中榨取了不尽的财富。但是当他们迫不得已将这项主权交还中国政府的时候，却声称中国政府反欠他们 1 8 4 万余两白银。当时，帝国主义国家侵犯我国邮政主权的另一方式是他们纷纷在中国开办叫“客邮”的机构。这些机构名义上是为在华的英、法、美、德、俄、日等国的侨民提供邮政服务，但实际上却是他们用以搜集政治、军事、经济、文化等方面情报的情报网。在帝国主义的排挤、压制下，我国的民邮组织逐渐被削弱了，并最终于 1 9 3 5年停办。只有解放了，邮政事业才真正获得了新生，在人民政府的领导下

7、，我国邮政业务的覆盖面得到了迅速扩大。今天，不论是在城市还是在乡村，我们都能看到邮递使者为我们送信送报的身影，即使是最僻远的山区，也都留下了邮递员的足迹。另一方面，我国的邮政设备也在不断更新，汽车、火车、轮船、飞机都成了邮政运输工具，许多邮政局都安装了诸如自动分拣机、条形码识别机、报纸零售机等现代化设备，邮政这项古老的行业正在朝气蓬勃地向前发展。烽火传军情 靠人来传递信息速度是很有限的，即使骑马最多也只不过每小时 6 0公里，所以在通信方式上进行变革是必然的趋势。早在 3 0 0 0 多年前，我国中原地区的人们为了防范和抵御西北边陲少数民族的搔扰，就建造了世界上最早的烟火报警通信装置烽火台。烽

8、火台是用石块垒成的十多米高的石堡，上面堆有柴草和狼粪，时刻都有士兵在上面值勤观察和瞭望。一旦发现敌情，夜间点燃柴草，使火光冲天；白天则点燃狼粪，因为粪燃烧时其烟垂直向上，很远的地方都能看到，故而将烽火又称为狼烟（到今天还有成语“狼烟四起”）。唐朝诗人王维曾有著名诗句：“大漠孤烟直，长河落日圆。”烽火通信系统是由许多个烽火台一个接一个串联组成，每个之间有一定间隔。每当出现紧急情况便点燃烽火，后一个烽火台看到前面的烽火信号便也跟着点燃烽火，以便通知下一个，这样从前到后依次传递，警报很快就从边关传到了内地，中原人民也就可以早早地做好抗敌准备。烽火不仅能表示警报，而且还能反映出一定的信息，比如利用燃放

9、烟火堆数的不同，每道烟火的时间间隔的不同等就可以大致表示出来犯敌人的数目、方位等内容。只要事先规定好每种组合的定义，烽火就能传送一定量的警报信息。史书上曾记载了一个有关烽火的有趣故事。西周最后一统治者周幽王是个昏庸的国王，他不理朝政却整日沉湎于女色。他有一个爱妃叫褒姒，是个貌可倾国的美女，可是在周幽王面前却总是一副冷冰冰的面孔，不露笑脸。周幽王想尽办法也无法让褒姒笑一笑，于是便设下千金重赏以求褒姒一笑，这也就是成语“千金一笑”的由来。后来幽王手下的一个大臣出了一个主意，让幽王带着褒姒在骊山的王宫内设宴，同时命人点燃了烽火，当时各路诸候看到了烽火以为外族来侵犯镐京（西周国都）了，便纷纷带着人星夜

10、赶来增援，到了镐京才发现被幽王愚弄了，只好一个个带兵返回。看到一队队士兵来来去去忙忙碌碌的样子，褒拟果然露出了笑脸，幽王为此龙心大悦，重赏了那名大臣。但是很快就为此付出了沉重的代价。没过多久，西部的犬戎族果然来进攻了，周幽王又使人点燃了烽火报警，但各路诸候由于上一次的教训以为又是幽王在戏弄大家，结果无一来援，西周从此灭亡。从这个古老的故事可以看出当时在各种物质条件很不发达情况下，烽火通信已经发展成了一个相当完备的系统，从周朝的国都一直通向各个诸候国，在应用中也起到了很重要的作用。以后各个封建朝代都很重视烽火这种通讯方式。秦始皇统一中国之后，进行了一项巨大的工程修建万里长城。长城不仅是抵御北方游

11、牧民族侵略的屏障，也是一个烽火通信系统，长城上每隔二百米左右就修建了一座烽火台。我们可以想象，当年烽火在雄伟的古长城上传递时，绵延不断、横贯千里的情景一定蔚为壮观！唐诗中有这样的句子：“孤山几处看烽火，壮士连营候鼓鼙”。秦始皇建造了万里长城后，各朝各代都在长城一线上派驻了大批军队，并且多次对长城进行维修，最后一次大规模重修在明代。今天，长城已经失去了原有的作用，但它仍然具有象征意义，一座座烽火台就象一座座丰碑展示着我国发达的古代文明，也展示了我国古代人民的勤劳与智慧。烽火通信在每一站之间是以光速传递的，所以应属于光通信一类，光的速度是每秒 3 0 万公里，显然比马跑人行要快得多。在世界其它国家

12、的古代历史上也有利用光来通信的记录，1 0 0 0 多年前的阿尔及利亚人就曾利用巨大的铜镜反射太阳光来传递情报。古希腊的历史学家波列比曾发明一种利用光来通信的办法。他在古希腊建造了不少高塔，每相邻两塔相对的高处墙壁上都凿有 5个洞，每个洞可明可暗，5个洞通过明暗不同的组合一共可有 2的 5次方种变化，也就是一共可以有 3 2 种变化，希腊文一共有 2 4 个字母，以每种组合代表一个宇母就可以完全把这 2 4 个字母传递出去，这样一个字母一个字母的传递就可以连成完整的句子，情报也就这样一站一站地传递下去了。这种通信方式可以说是现代电报的雏型，现代电报从原理上来说和古希腊的光通信没有什么区别，只是

13、利用的手段不同，一个是利用光，一个是利用电。会飞的“邮递员”古代的交通是很不发达的，在平原地区还好些，在多山地区通信就是一个比较令人头痛的问题了。人们非常羡慕天空中自由自在飞翔的鸟类，如果能让鸟类成为人类的邮递员，通信自然要快捷多了。鸽子是人类最早驯养的善于长途飞行的飞禽，其记忆力非常好，就是把它带到几千里以外，它也能跨越高山大川、森林和海洋，飞回自己的家。据记载，1 9 8 0 年一个葡萄牙人将一只南非鸽带到葡萄牙的里斯本，但这只信鸽从里斯本出发，经过 7 个月的飞行，飞越了地中海和整个非洲大陆，最后还是返回了它在南非比勒陀利亚的家，行程达九千公里。据科学家研究，鸽子的大脑对地球的磁场分布非

14、常敏感，它能通过对磁场的辨别找到飞回家的路线。鸽子是一种非常能吃苦耐劳的鸟类，尽管一路上风餐露宿，天气又变化莫测，时而朔风呼啸，时而大雨滂沱，但它仍能一往直前，不达目的誓不罢休。有时由于自然条件太恶劣，送信的鸽子一路上水米未进，但仍会拼尽最后一点力气飞到终点。当主人拿到信件的时候鸽子也常因劳累过度而死去。历史记载中最早的信鸽通信是在公元前 4 3 年，古罗马将军安东尼带兵围攻穆廷城。当时罗马大军里三层外三层将穆廷城围得风雨不透，困守在城内的守军根本无法派人和城外的援军取得联系。这时守军指挥官白鲁特想到了鸽子。他把告急信绑在鸽子腿上，让鸽子从空中飞过敌人的重围而把消息传送给援军。援军得到了确切的

15、情报，终于和城内的守军里应外和，打退了安东尼的军队。近代军事史上也有应用鸽子通信的战例。第一次世界大战期间的阿尔卑斯山麓，法德两军展开了激战。有几个团的法军被数倍的德军围困在阿尔卑斯山以西的桦树林中。为了让友军得到情报前来解救，法军放出了十几只信鸽去报信。德军发现了这一情况，马上对这些信鸽进行射击。大多数信鸽被击落了，但仍有两只信鸽冒着枪林弹雨，历尽艰险到达了目的地。这几个团的法军也因此而获得了解救。战后，为了纪念这些英勇无畏的信鸽，法国人为它们建造了鸽子纪念碑。直至今天，法国人仍然十分喜爱鸽子，饲养鸽子非常普遍。许多野生的鸽子可以在广场大街上自由自在地飞翔停留，和人们和平相处。许多游客还买来

16、了鸽子爱吃的食物撒在广场上供鸽子食用。故法国也有“鸽子王国”之称。在我国饲养信鸽也有很悠久的历史。信鸽用于通信在史书中也多有记载。公元 1 1 2 8 年，南宋大将军张浚有一次视察部下曲端的营地，到了军营，空荡荡不见一个士兵，他非常恼火，就对曲端说要视察他的军队，曲端立即将所统帅的 5 个军的花名册递上。张浚指着花名册说我要视察第一军，曲端不慌不忙地打开笼子放出了一只信鸽，倾刻间第一军将士全副武装，飞速赶到。张浚大为震惊，又说：“我要看你的全部军队。”曲端又放出四只信鸽，其余四军也奉召赶到。不光是鸽子，大雁也能传递书信，现在还常常把送信的邮递员称为“鸿雁”。汉朝时有一个非常有趣的鸿雁传书的故事

17、。公元 1 0 0 年，汉朝大臣苏武出使匈奴，匈奴单于很欣赏苏武的才能，想迫使苏武投降匈奴，被苏武严辞拒绝。于是单于便将苏武扣下，随后把他流放到荒无人烟的北海（今贝加尔湖）去牧羊，对他说什么时候公羊生了小羊，什么时候就放他归汉。苏武在北海一带放牧十九年，虽含辛茹苦，但始终不曾向单于屈服。后来汉昭帝与匈奴和亲，出使匈奴的汉朝使者问起苏武之事，单于撒谎说苏武已经死了，但这位使者私下里打听到苏武仍然在北海牧羊，于是回去后就把这个情况报告了汉昭帝。当时的霍光想出了一个计谋，又派去一个使者并对单于说：“大汉天子喜欢打猎，有一次射下一只大雁，雁腿上系着一封信，是苏武的亲笔信，上面写着苏武还活着，现在北海牧

18、羊。”单于听后，见无法抵赖，只好放回了苏武。虽然这只是霍光的一个计谋，但可以想象，当时一定有人已经在利用大雁传书了，否则这个故事就缺乏根据，霍光也不会想到这样的计谋，单于也不会轻信。据说现在美国德克萨斯州的一些邮局中还有近百只经人训练过的野鸭在担任“邮递员”负责送信呢。风筝传书 风筝是我们祖先的一项伟大发明。它可以追溯到春秋战国时代。据说有名的木匠鲁班就曾仿照鸟的造型“削竹为鹊，成而飞之，三日不下。”墨子也曾造过“木鸢”。这些都是风筝的前身。东汉时蔡伦发明了造纸术后，才有了“纸鸢”，俗称风筝。之所以叫风筝是因为人们常在纸鸢上拴一个竹笛，放飞的时候，经风一吹竹笛就发出像筝一样的声音。风筝不只是娱

19、乐工具，在军事上也曾起过很大作用。秦末楚汉垓下大战时，汉王刘邦将楚霸王项羽围困在垓下城。项羽的军队四面被汉军包围，粮草断绝，人困马乏，几次突围都没有成功。为了瓦解楚军士气，汉王命人夜晚在城四周的高空放飞风筝。风筝上安放了竹笛，夜风一吹，笛声凄凉，汉军士兵又和着笛声唱起了楚歌。城内楚军以为楚国已被汉军攻占了，再也无心恋战，纷纷出城向汉军投降。项羽虽然带着几百人冲出了重围，但自觉无颜再见江东父老，终于自刎于乌江之畔。史书上也记载了真正利用风筝通信的例子。新唐书上写了这样一个故事：公元 7 8 2 年，唐朝节度使田悦发动叛乱，带兵包围了临洛城，朝廷派马燧前去救援，但田悦的军队封锁得很严密，无法与城内

20、守军取得联系。这时守军将领想出了一个巧妙的办法，让人把联络用的信件绑在风筝上，向援军驻扎的方向放飞。叛军看到风筝明白了守军的意图，于是纷纷向风筝射箭，无奈风筝飞得太高，叛军鞭长莫及。守军和援军联络上后，里应外合，很快打退了叛军，解了临洛之围。音响通信 在人类对客观世界的认识过程中，7 0 的信息是通过视觉器官眼睛获得的，2 0 是通过听觉器官耳朵获得的，其余百分之几的信息，是由触觉、嗅觉、味觉等器官获得。因此在通信形式的开发上，利用声音进行通信也是非常有潜力的。在现代通信中，电话利用的就是听觉器官。古代在音响通信方面也进行过许多尝试。比如我国古代战争中，两军交兵，往往要用声音来传递命令，如击鼓

21、进兵，鸣金收兵等。这是因为打仗时敌我双方混战在一起，人员交错，靠人来传递命令是很困难的，而战鼓一响却可以一呼百应。在现代的军队中，我们仍能看到利用声音来传递信号的情形。比如进攻时由号手吹响嘹亮的冲锋号，夜晚睡觉时吹熄灯号，早晨吹起床号等。在古代，由于没有文字、交通也不方便，所以音响通信就利用得更为普遍。非洲的一些土著部落几乎每家都有长鼓和象牙号，很多大小事情都靠击鼓来联系。各部落都有一套相当复杂的“鼓语”，不同的鼓声，不同的鼓点就代表了不同的意思。部落里甚至有专门负责击鼓的人员，他们传递信息时必须准确而熟练，不然就会闹出笑话。有一次，刚果河畔的奥尼可部落的西萨玛村有一对年轻人要举行婚礼，负责传

22、信的鼓手是个新手，由于不熟练以至传错了消息，大家都以为是有人在办丧事，于是纷纷带着祭品赶来了。1 9 世纪末，英国殖民主义者入侵苏丹国，苏丹人奋起抵抗，并在首都喀士穆打败了英军。这一喜讯立即通过鼓声传遍了全国上下。苏丹的近领埃塞俄比亚也曾利用鼓声报信的方法发布全国紧急动员令，号召全国各地人民做好战斗准备，迎击入侵的意大利军队。在现代生活中，声音的利用仍然是通信的一个重要手段，一些有特定含义的信息可以通过特定的声音表现出来。例如救火车、救护车、警车等专用车辆在执行紧急任务时拉响警笛，使行人车辆及时闪开以便顺利通过；又如在门上装上门铃，当客人来访时按响电铃可以通知主人等，数不胜数。从广义上讲，人类

23、的语言功能也属于音响通信的范畴。视觉通信机 在通信方面具有现代意义最初的发明是 1 8 世纪末法国工程师克劳德 查佩发明的视觉通信机。视觉通信机原理最早是英国物理学家罗伯特胡克提出来的，他建议把字母和有关的编码符号挂在高处的木框架上，使远处能接收到，但胡克并没有把他的想法付诸于实践。一百多年后，法国青年查佩开始研究这一课题。1 7 8 9 年，查佩终于成功地研制出了一套视觉通信系统。这套系统在以后几十年间不断地得到改进，在电报和电话出现之前，在整个法国及全欧洲许多地区都可以见到它的踪影。查佩的视觉通信系统是由许多高塔组成的，塔项上坚立着一根木桩，木桩上安有一根水平横杆，横杆可以绕着中点转动，并

24、且在桩下可以用绳索使横杆转成不同角度，水平横杆的两端还安有一个垂直臂，也可以利用下面的绳索控制垂直臂使其转动，这样水平横杆和垂直臂的不同位置和角度就形成许多不同的形状。查佩事先规定好每种形状代表一个字母或单词，于是信息就可以通过通信机传递出去了，每一个塔上的值班人员用望远镜观察后就向后传递，这样一站接一站一直传递到终点。这种通信机的最高速度可以达到每分钟 1 7 0 英里，在当时已经是相当惊人的。查佩的发明为社会所接受却不是一帆风顺的。1 7 8 9 年，查佩带着他的发明来到了首都巴黎，并在那里进行了公开的试验，可是当时的王室和贵族对他的发明根本不屑一顾。失望中查佩只好又回到了家乡。直到 1

25、7 9 2 年法国资产阶级革命取得成功，查佩才带着他的发明再次来到巴黎。当时的革命政府正在全国范围内同封建王朝的军队作战，需要能快速传递军事情报的通信工具，所以对查佩的发明很重视，拨出了专款帮助他建立视觉通信系统。查佩在建立通信站的过程中又遇到了许多意想不到的困难，包括一些人为的破坏，直到 1 7 9 4 年才在巴黎和里尔之间建成了一条全长 2 1 0 公里的通信线。当年的 8 月 1 5 日，第一份报文从里尔发往巴黎，这份军文向政府报告了革命军夺取莱奎斯诺的消息。两个星期之后，巴黎又欣喜地收到了另一份关于收复康德的报文。不久从巴黎到施特拉斯堡的第二条通信线建立起来了，而后通向全国各地的其它线

26、路也随之建立起来，查佩的视觉通信系统在法国得到了普及。正是在这套系统的帮助下，拿破仑的军队能够密切协作打败了数量上占据优势但通信不畅缺乏配合的英国、荷兰、普鲁士、奥地利、西班牙等国组成的联军。查佩的通信机在战争中获得的巨大的成功迅速影响了欧洲其它国家乃至美洲大陆。1 7 9 4 年开始，英国海军部建设了几条专供海军用的通信线路。1 8 0 0年美国在马撒葡萄园和波士顿之间建立了一条 1 0 4 公里长的视觉通信线路，专门用于传递航运消息。普鲁士、荷兰等国也建立了类似的线路。但是查佩的通信系统在使用中暴露出的缺陷也越来越明显。首先这套系统需要建立许多个中继站，需雇用大量的工作人员管理、维持这套系

27、统，要耗费大量资金，普通公民根本无法使用，只能用于传递军事情报和重要的官方公文。即使如此仍然是不堪重负，视觉通信系统最完善的法国最后也到了无力维持停止其工作的地步。面对这种情况，发明者查佩的内心十分痛苦，最后他实在无法忍受，竟在 1 8 0 5 年自杀了。其次，视觉通信系统很容易受天气的影响，在夜间或者有雨、雪、雾的天气条件下就无法使用。这些因素都影响了视觉通信机的发展。后来，出现了电报电话等电气通信方式后，视觉通信系统就被淘汰了。但是查佩的通信机在某些特殊的领域仍然应用了很长时间。在无线电通信出现之前，船舶间仍然使用通信机进行联系。铁路上用的时间更长一些，在铁路车站的两边有用于传递信号的信号

28、臂，其结构类似于查佩的通信机，它是在一根立柱的顶端装上能够活动的木板，木板横放时表示路轨上没空，列车不要进站，板竖放时表示可以进站。这种装置一直使用了一个半世纪之久，才被红绿灯所取代。现代通信的先导 一个画家的故事有线电报 1 8 3 1 年，英国科学家迈克尔，法拉弟发现了电磁感应定律，这是一项具有划时代意义的发现。这一定律的通俗解释是：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁力线运动时，导体中就会产生电流。根据电磁感应定律研制出的发电机使人类找到了获得廉价而强大电能的途径，真正把电从实验室解放出来，使电服务于包括通信在内的社会各行各业。1 8 3 2年 1 0月份的一天，有一艘名叫“萨丽”的邮船

29、从法国勒阿弗尔港起航向美国纽约驶去。这是一次普通的航行，也是一次重要的航行。正是这次航行，改变了一位艺术家的生活道路，也改变了世界通信史。这一天，吃罢晚饭，许多旅客聚集在餐厅中闲聊。这时一位年轻人走到餐厅中间，从提兜里拿出了一块马蹄形的铁块放在餐桌上，铁块上绕着许多铜线。旅客们都好奇地围过来观看，那位年轻人把铜线两端接到电池上，铁块产生了一股神奇的力量，将周围的铁钉、铁片一下子都吸在了铁块上，而当年轻人切断电源后，铁钉、铁片又都掉了下来。这个年轻人叫杰尔斯杰克逊，是美国波士顿的青年医师，但他却热衷于对电学的研究。当时法拉弟刚刚发现电磁感应定律没多久，人们对电和磁还非常陌生。杰克逊见旅客们对他的

30、演示非常感兴趣，就开始滔滔不绝地向人们介绍起电磁学来：“女士们，先生们，这叫做电磁铁，缠在铁块上的导线有电流通过时，铁块就会产生磁性，而且缠绕的线圈越多，电流流过导线时电磁铁的磁性就越强。还有一点值得注意，无论导线有多长，电流都会在瞬间通过。请记住，人类就要启用一种无穷的力量，不久科学将创造电的奇迹，我们的生活也将为之改观。”这些听众中间有一位著名的画家，叫塞缪尔莫尔斯，杰克逊医生的一席话深深打动了他，一个新奇的想法在他的大脑中产生：如果让电流沿导线传递信号，岂不是在瞬息之间就将可以消息传到了千里之外？这一想法的出现使他再也不能平静。在强烈的发明创造欲望的激励下，莫尔斯毅然放弃了绘画事业，投身

31、于电通信的研究之中。他在写生薄上端端正正地写下了“电报”两个字，立志完成用电流传递信息的伟大使命。这时的莫尔斯已经 4 0 岁了，在绘画领域也取得了很大的成就，曾经为美国总统阿伯拉罕，林肯画过像，但他对电磁学却一无所知。人们常说“人过三十不学艺”，莫尔斯 4 0 岁了还要改行，岂不是太冒险了？许多人都认为他疯了，但莫尔斯自己却不为所动。他开始从头学习电磁学知识，经过半年多的努力终于初步掌握了电磁学理论。于是他将自己的画室改成了实验室，开始夜以继日地进行电报机的实验。但实验进行得并不顺利，三年时间过去了，莫尔斯面对的仍然是一次又一次的失败。他的积蓄用光了，生活陷入了困境，只好又重新回到纽约大学艺

32、术系任教，靠绘画来解决生计问题。尽管如此他仍然毫不动摇地从事电报机的研制，他几乎把绘画挣来的每一分钱都用在购买电学工具和材料上了。功夫不负有心人，在度过了无数个不眠之夜后，一个全新的思想终于酝酿成熟，一条新路终于闯了出来。莫尔斯在日记中写道：“只要能让他不停地跑十英里，我就能让他跑遍全世界。骤然切断电流，就能够产生电火花。电火花就是一种符号；没有电火花则是另一种符号；没有电火花的时间长短又是一种符号。这样，就有三种符号可以组合起来，代表数字与字母。它们的适当组合，就可以代表全部字母。这样，文字就能够由电线传送出去。其结果是我们就一定能够创造出可以在相隔遥远的两地迅速地互通信息的、可以记录的新机

33、器！”莫尔斯的上述思想体现在他自己编制的莫尔斯电码中。电码由“点”和“划”构成，所有英文字母都可以用“点”和“划”的组合表示出来。莫尔斯对“点”和“划”做了严格规定：以“点”的长度为基本单位，一个“划”占据三个“点”的长度，“点”与“划”之间间隔一个“点”的长度，字母与字母之间的间隔为三个点的长度。为了使编码尽量做到科学合理，他对报刊上的常用字作了大量统计，还向印刷工人请教，把最简单的电码组合分配给日常生活中使用频率最高的英文字母。如字母“e”用“”表示，字母“t”用“一”表示，字母“a”用“”表示，而那些使用率较低的字母则用较复杂的组合表示。尽管莫尔斯有了一个非常好的设想，但在具体设计中，仍

34、有许多棘手的技术难题需要解决。这时候一位精通机械技术的青年技术技师艾尔雷德维尔向莫尔斯伸出了缓助之手。在维尔的帮助下，莫尔斯终于实现了他的梦想，1 8 3 7 年第一台莫尔斯电报机研制成功，1 8 3 8 年莫尔斯在美国进行了专利注册。为了使电报机投入实用，莫尔斯带着他的发明到了华盛顿，向国会提出申请，建议提供资金，架设实验电报线路。但是这项提案被目光短浅的议员们否定了。莫尔斯失望地高开了华盛顿，回到纽约时他的口袋中只有 1 元钱了，莫尔斯的生活又一次坠入了贫困的深渊。但他并没有放弃自己的追求，他一边靠卖画勉强糊口，一边又在不停地为自己的发明奔走呼吁。是金子终究会闪光的。1 8 4 2 年美国

35、国会在科学界舆论的强大压力下，终于重新通过了莫尔斯的申请，为他提供 3 万美元，在华盛顿与巴尔的摩之间，架设四十英里长的实验性电报线路。这时的莫尔斯已经穷得连去华盛顿的火车票都买不起了，只好向他的学生借了 5 0 美元，买了套新衣服，就匆匆赶往华盛顿去架设世界上第一条实用电报线路去了。经过一年多的努力，电报线路竣工了。1 8 4 4 年 5月 2 4日，这是一个具有历史意义的日子。在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅里，莫尔斯对应邀前来观看的科学家、政府官员和新闻界人士介绍了电报机的原理。然后，他亲自操作电报机向四十英里以外的巴尔的摩发出了第一份电报。在巴尔的摩的助手维尔立刻就收到了电码，将电码

36、译成电文只有一句话：“上帝创造了何等的奇迹！”尽管在莫尔斯之前人们也研制出了多种电报装置，但都缺乏足够的实用性，真正得到推广普及的还是莫尔斯电报机，所以说莫尔斯是电报发明史上的第一人。莫尔斯的发明揭开了人类通信史崭新的一页，通信从此进入了电子时代。莫尔斯也因为他的卓越贡献和百折不挠的奋斗精神得到了世界人民的尊重和敬仰。1 8 5 8 年欧洲许多国家为表彰莫尔斯的功绩联合给了莫尔斯一笔 4 0 万法郎的巨额奖金，莫尔斯的家乡纽约市的人民也在市中央公园内为他树立了一座雕像。电信的巨大作用在实践中不断地得到了证实，因此电报事业以突飞猛进的速度向前发展。以美国为例，到 1 8 6 6 年，电报公司已经

37、拥有 2 2 5 0 个分局，电报线路总长也达到了 3 1 2 万公里。欧洲也是如此，1 8 4 5 年法国建成了第一条电报线路，1 8 4 6 年奥地利、匈牙利和比利时也先后架设了电报线路。以后，欧洲各国相继发展了各自的电报事业，电报网逐渐贯穿了整个欧洲大陆。早期的电报业务以铁路的用量最大，但很快其它部门也认识到了电报可以给他们带来巨大的效益。商业用户可以通过电报很快地了解到外地交易市场的贸易情况；政府机构可以通过电报了解到其它国家和地区的政治、经济情报；普通民众可以通过电报了解到自己亲属朋友的状况。电报还有一个大的用户就是报社。英国路透通讯社的创始人朱利叶斯路透就是一位对电报这种新型通信工

38、具非常热心的使用者。他利用电报线路发送了大量政治、经济、科技等方面的新闻，他的通讯社也因为快速、准确的报道而享有盛誉。传真机的历史 电报机只能对文字进行传递，当我们要传递语言无法写清的图纸相片或传递亲笔手迹时，电报机就无能为力了。这时候另一种通信设备就可以大显身手了，它就是传真机。平时我们常在报纸上看到诸如“新华社传真照片”之类的文字，这表明照片是新华社驻外国或外地的记者在照好后，利用传真机发回来的。如果没有传真机只靠邮政运输的话，快则三五天，慢则半个月，那时候再刊载在报纸上新闻就成了“旧闻”。传真机的历史并不晚于电报机。早在 1 8 4 3 年，也就是莫尔斯的第一条电报线路还没有架好的年代，

39、苏格兰电气工程师亚历山大贝恩就发明了第一部传真机。贝恩的传真机是利用电磁激励摆锤进行扫描，摆锤顶端装有电刷，通过摆锤往返摆动，扫描出用金属写在发报台上的文字。接收时则使金属电刷在浸有淀粉溶液的纸上扫描，通过化学反应产生有色的记录。1 8 4 8 年贝克韦尔进一步发展了贝恩的传真技术，他最突出的贡献就是发明了滚桶扫描技术，这一技术直到今天仍在应用。1 8 5 7 年法国人凯斯利在巴黎至里昂、巴黎至马赛之间进行了传真通信实验，实验的内容是相片的传送。这以后的半个多世纪的时间里，传真技术一直没有什么大的进展。原因是一些关键器件，比如光电转换器件、信号放大器件尚未具备或很不完善。直到三极管、光电管、辉

40、光管等被研制出来以后，传真机才真正走出了实验室，进入了实用阶段。1 9 2 5 年，美国电报电话公司的贝尔实验室采用真空管技术和光电管技术研制出了实用型的传真机，并且在第二年开办了横跨美洲大陆的有线相片传真业务。贝尔实验室的传真机原理是这样的：发送端将发送的图像卷在传真机的滚筒上，滚简一面旋转一面横向移动，光点在图像上逐行来回扫描，并覆盖整个画面，这样图像就被分解成了若干个连续的小点。光点照射在图像深浅不同的部位反射出强弱不同的光，反射光被光电管接收并转换成强弱不同的电信号，再经调制和放大发送到传输线路上。接收端则起着合成图像的作用。输入的信号经放大、解调后，加在辉光管上，再转换成强弱不同的光

41、点。接收机上也有一个滚筒，滚筒的旋转与移动与发送端同步。该筒上装有感光记录纸，辉光管转换的光点照射在感光纸上。由于滚桶做同步的旋转和移动，所以记录纸被逐点逐行感光，并形成一个与发送图像相似的传真图像。传真机的作用在第二次世界大战中充分显示出来。新闻报社争相采用传真技术传递新闻照片，后方人民因此能够及时看到前方将士战斗的情况。所以，二次大战之后传真技术进入了一个迅猛发展的时代。传真机通俗地说就是“远程复印”。目前传真机的发展趋势是：传递速度越来越快，传递的图像越来越清晰，操作方式越来越简单，设备越来越小巧。传真机可以分成下面几类：真迹传真机真迹传真机多用于传送文件、资料、图表和真迹电报等。它只有

42、黑白两种颜色，一般办公用传真机都属于这一类。真迹传真机有单路和多路之分，单路真迹传真机只占用一个电话话路，它的缺点是传输速度较慢。多路传真机虽然传送速度得到了提高，但信号占用频带又较宽。如 1 2 路真迹传真机要占用 1 2 个电话话路，6 0 路真迹传真机则要占用 6 0 个话别。总之它们各有优缺点，具体使用哪种应当根据实际需要决定。相片传真机相片传真机是目前国内、国际通信中广泛使用的一种静止图像通信手段。例如报纸上的“传真照片”就是利用相片传真机进行远距离传送的。相片传真机除了传送“黑”、“白”信号之外，还能传送“深灰”、“中灰”、“浅灰”等多种色调，使相片表现出色调深浅层次来。相片传真与

43、真迹传真还有一些不同的地方：相片传真机的扫描密度更高，传送图像的清晰度也就更高；相片传真机一般要用专用的传真相纸接收，采用湿法显影，接收完毕要到暗室里冲洗后才能得到所接收的图像。真迹传真则直接在普通或专用纸上记录接收、显示。因此相片传真比真迹传真费时、费事。现在已经有公司研制出了更高级的彩色相片复印机，它传递的图像更清晰、更准确。报纸传真机报纸传真机是一种大型、高速的传真机。它把原版报纸从一个地方传送到另一地方，然后在当地制版、印刷、发行。一份 6 版的人民日报采用6 0 路报纸传真机约半个小时就可传送到边远城市，使那里的订户当天就可以看到人民日报。总之，传真技术仍然有很大的发展潜力。随着现代

44、通信的发展，它在我们生活中的作用也越来越重要。贝尔的骄傲电话的发明 电报发明以后，自然有许多人想到，能不能用电流传递声音呢？但在技术上这比传递电报信号要困难得多。传递电报基本上是一个电的过程，发送和接收的都是电码，也就是长短不同的电脉冲；而传递声音则需要声电转换和电声转换过程，发送时先要将声音转换成连续的电信号，接收时还要再将电信号还原为声音。最早进行用电传声实验的是法国科学家布素尔。1 8 5 4年巴黎博览会期间，布素尔用一根导线将远在两地的两块容易颤动的薄板连接起来，并通以电流。这时，他在一块薄板的近侧发声，使声浪振动薄板，薄板的振动又使导线上的电流断断续续地传到远处的另一块薄板上，这块薄

45、板就会得到同样的振动而发声。他的实验虽没有完全成功，却起到了很大的示范作用，并向我们揭示了用电传声的基本原理。声音的本质是空气的振动，用电传声就是要把这种空气的振动转变成电流或电压的变化，再通过电线传送出去，接收时再把电流或电压的变化转变回和发送时同样的空气的振动，发出声音。1 8 6 0年，德国科学家李斯仿照人耳的结构成功地制作了一套送话装置，并且用它发送了一段音乐。这套送话装置在美国纽约展出时，引起了人们的极大关注。李斯教授把他的装置命名为 T e l e p h o n e，英语中电话一词由此而来。但这种电话机还很不完善，由于送话器产生的电流是不连续的，所以传过来的声音也就断断续续，听不

46、清楚。尽管如此，李斯的尝试仍然是电话发明史上跨时代的重要一步，为后来的发展打下了坚实的基础。今天，我们在莱茵河畔的法兰克福市仍可以看到一座为表彰李斯对于电话发明做出的杰出贡献而建立的纪念碑。在李斯之后，电学领域涌现了两个杰出的发明家，一个叫亚历山大格雷厄姆贝尔，另一个叫伊利沙格雷。这两个生活在同一时代的发明家并不相识，他们各自独立地发明了电话机，并为发明权的归属问题打了十几年的官司。贝尔 1 8 4 7 年出生在英国北部城市爱丁堡。他的祖父和父亲都从事聋哑儿童的教育工作，所以对声学很有研究。受他们的影响，贝尔从小就迷恋上了语音学。贝尔 2 3 岁那一年，全家移居到了加拿大，以后又移居到美国马萨

47、诸塞州的波士顿定居。在这里贝尔继承了父业，在波士顿大学里担任语言生理学教授，继续从事对聋哑人的教育工作。后来他和父亲一起开设了一所聋哑学校。在学校里那些聋哑儿童有耳朵却听不见声音，这使善良的贝尔感到很难过，于是他产生了发明一种仪器的念头，他希望这种仪器能使聋哑人“看”到别人在说什么。贝尔的设想并没有取得成功，可是他在实验时却发现了其它一些东西。他在许多实验中发现了一个有趣的现象：当开启或关断铜线圈中的电流时，线圈由于振动就会发出声音。这是一个非常普通的现象，许多人在实验中都曾经遇到过，但谁也没有对它做进一步的思考，只有贝尔敏锐地感觉到了它的价值。一个大胆的想法在贝尔头脑中产生：“电流可以使线圈

48、振动而发出声音，那么能否利用电流来传递人说话的声音呢？”尽管这个念头只是一闪而过，但贝尔却把它牢牢抓住了，再也没有放走它。于是贝尔改变了研究方向，开始进行电话的实验。开始时，实验并不顺利，尽管贝尔反复改进他的装置，却仍然一无所获。这是因为贝尔只是个语音学教师，虽然他有着丰富的声学知识，对电磁学却所知甚少。这时候，一些讽刺、挖苦的议论也出来了，一位有名的电报技师就曾用嘲笑的口吻对贝尔说：“阁下真是异想天开，电线怎么能传递声音呢？只要稍微懂点电学常识，就不会有这种想法，我看你还是先学点电学知识吧。”就在贝尔感到最困难并且自己都有些动摇的时候，一位电学大师给予了他热情的鼓励和坚定的支持，贝尔才得以沿

49、着自己的发明道路继续走下去。这个人就是约瑟夫亨利，高频电磁振荡现象的发现者。1 8 7 5 年 3 月的一天，贝尔带着他的设想来到了华盛顿，登门拜访了大名鼎鼎的亨利。贝尔向亨利介绍了自己的想法，亨利听过后很为这个年轻人的热情所感动，他鼓励地说：“贝尔先生，你有一个伟大的设想，干吧！”贝尔又问：“但是先生，我缺乏电学知识，机械知识也不很精通。”“学吧！”亨利教授拿出李斯的电话机模型给贝尔看，鼓励贝尔去发明一个更完善的电话机来。“干吧！”“学吧！”这两个字给了贝尔巨大的力量和坚定的信心。贝尔后来回忆说：“如果没有亨利先生的鼓励，我恐怕早已经支持不下去了。”由此我们可以看出亨利这位伟大学者的高尚品德

50、，他不因贝尔只是一个对电磁学缺乏了解的年轻人，就认为他的想法荒唐可笑，而是给予了充分的肯定和支持。如果亨利对贝尔的想法不加思索地加以否定，那么世界通信史也许就不会是现在这个样子了。实际上，世界上曾有许多有才华的青年，就是因为没有遇到象亨利这样的名师的指点，因而没能充分展现他们的才能，并最终湮没在了芸芸众生之中。贝尔满怀信心地回到了波士顿，他找来了一位名叫托马斯沃森的青年电学技师来做他的助手。两个人一边学习，一边实验，又开始了电话机的研究工作。两个人在两间简陋的小屋里，一边画草图，一边制作样机，每天都不停地干到很晚。几个月过去了。他不知试过了多少种方案，效果仍然不理想。1 8 7 5 年 6 月