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用电传递信息的早期尝试

用电传递信息的早期尝试

作者: 豌豆花下猫 | 来源:发表于2018-10-18 13:12 被阅读11次

如何处理和传送精密的电脉冲业已带来了一系列棘手的技术挑战。而当电遭遇语言,也就是必须将字词转换成电线中的律动时,这更提出了全新的挑战。在电和语言的交点(同时也是机器和人类之间的接口)处,需要人类重新发挥聪明才智。发明家们想出了很多不同方案。事实上,所有方案都是以这样或那样的方式基于书面字母表,将字母表作为一个中间层。这一点似乎不言而喻,毕竟telegraph一词的本义就是“远距离书写”。是故,1774年,日内瓦的乔治–路易·雷萨吉(Georges-Louis Le Sage)设计了二十四路分立的线路表示二十四个字母,每条线路传送的电流刚好足以扰动玻璃罐中的一片金箔,或一个木髓球,或“其他容易吸附,同时又容易辨识的物体”。[26]显然,由于线路太多,这个方案不具可操作性。1787年,一个名叫洛蒙(Lomond)的法国人在他的寓所内布置了一条线路,并宣称可以通过驱使木髓球往各个方向跳动从而发送代表不同字母的信号。“看起来他构建了一张基于运动的字母表。”一位见证人这样报告说。可惜显然只有洛蒙的太太能够读懂这套编码。1809年,德国人萨穆埃尔·托马斯·冯佐默林(Samuel Thomas von Sömmerring)制造出了一种气泡报。电流通过水管中的电线会产生氢气气泡,而每根电线以及相应的一串气泡对应着一个字母。冯佐默林还成功做到用电来发出铃声:他平衡一个调羹,使其倒立在水中,因而当有足量的气泡产生,使其倾斜时,调羹失去平衡,带动一个杠杆,并最终发出铃声。他在日记中写道:“闹铃这个次要目标,让我颇费心思,也让我在齿轮实验上费了很多无用功。”[27]而在大西洋彼岸,一个名叫哈里森·格雷·戴尔(Harrison Gray Dyar)的美国人则尝试使用电火花制备硝酸,这样硝酸会在蓝色的石蕊试纸带上留下红点,而不同时间间隔的红点就可以代表不同字母。[28]他在长岛的一条跑道上利用树木和木架架设了一条线路,而石蕊试纸带则必须手工移动。

再后来就是针了。法国物理学家安德烈–马里·安培提议利用他自己改进的检流计作为发送信号的装置。电流通过时,检流计中的指针会受电磁效应作用而发生偏转,就像指南针在通电导线旁边会发生偏转一样。同样,他也设想为每个字母都使用一根指针。在俄国,帕维尔·席林(Pavel Schilling)男爵展示了一个由五根指针构成的系统,后来指针数量减少到了一根。他利用指针左或右的偏转组合来代表字母和数字。1833年,在德国的哥廷根,数学家卡尔·弗利德里希·高斯和物理学家威廉·韦伯合作,制订了一个类似的、使用一根指针的方案。指针的一次偏转会给出两种可能的信号(左或右),两次偏转的组合会给出四种可能(右+右、右+左、左+右、左+左),三次偏转会给出八种组合,四次偏转会给出十六种,这样一共有总计三十种不同信号。操作员则通过停顿来分隔信号。高斯和韦伯对偏转的字母表按特定方式进行了组织,元音字母在前,其他字母和数字在后依次排列:

在某种意义上,这种字母编码方案是二元的。信号的最小构成单位等同于一个二元选择,左或右。每个字母由一定数量的这种选择构成,而这个数量并未预先确定。该数量可能为一,例如在左为a而在右为 e的情况,也可能包含更多数量。因此,这个方案是开放式的,允许字母表容纳任意数量的字母。高斯和韦伯在哥廷根天文台和物理学院之间相距 1.6 公里的沿途房屋和尖塔上架设了一条双线的线路。不过,可惜他们互相说了什么并没有流传下来。

.....

摩尔斯产生了一个卓越的洞见,由此生发出了剩下的一切。虽然对木髓球、气泡或石蕊试纸一无所知,但他意识到信号可以用更简单、更基础、不那么有形的办法来产生,也就是最简单的电路的通和断。不要再去想什么针了。电流流通,然后被中断,而一系列的中断可以被组织起来传递意义。想法虽然简单明了,但摩尔斯做出来的首个设备很是错综复杂,它用到了发条、木制的钟摆、铅笔、纸制色带、滚压杠,还有曲柄。作为一名经验丰富的机械师,韦尔把这些都精简掉了。在发送端,韦尔的设计后来成为了用户界面的经典设计:一根简单的弹簧支承的杠杆,通过它,操作员可以用手指触碰达到控制电路的目的。起初,他把这根杠杆称为“通信员”,后来只称为“键”。它的简单性使得它比库克–惠特斯通采用的按钮和曲柄快了至少一个数量级。通过键式电报,操作员可以把发送信号的工作速度提高到每分钟数百个,毕竟这些信号只不过是电流的中断而已。

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