循“光电之迹”,忆电报往昔
  • 来源:科技日报
  • 作者:刘年凯
  • 2021-08-27 09:30


  编者按  展馆是普及科学知识、传播科技文化的重要载体。随着策展理念、形式、技术的更新和进步,展览所承载的文化内容、表现形式以及带来的观展体验也更加多元化。走进博物馆、参观特色展已经成为很多人文化生活的重要组成部分。为此,本报推出“走马馆展”栏目,与您共享博物馆、展览中蕴藏的丰富文化内涵。

  在历史上的各种通信手段中,电报革新了信息传递的方式,深刻改变了人类的生活。在它问世后不久,就有人把地球或国家比作人体,将电报线比作神经系统,形象揭示了电报之于人类社会的重要性。

本次展览展出的部分科技藏品实物,从左至右为:英国电报公司生产的检流计、瑞士哈斯勒公司生产的电报接收机以及英国WJ乔治公司生产的镜式检流计。 王晓强摄   

这是摩尔斯1866年2月10日致斯蒂尔先生的亲笔信。信中,摩尔斯针对通信地址的错误问题与斯蒂尔进行了沟通确认。信中写道:我很高兴答应您的要求,请把您错误的地址数量告诉我。它并不是S. F. R。   清华大学科学博物馆供图  

  日前,“光电之迹——信息科技先驱手迹展”在清华大学科学博物馆开幕。该展览展出了法拉第、约瑟夫·亨利、摩尔斯、贝尔、马可尼、爱迪生、卢米埃尔兄弟、香农等信息科技先驱的珍贵手迹,以及清华大学科学博物馆收藏的信息科技相关的科学仪器。 

  在历史上的各种通信手段中,电报革新了信息传递的方式,深刻改变了人类的生活。在它问世后不久,就有人把地球或国家比作人体,将电报线比作神经系统,形象揭示了电报之于人类社会的重要性。

  与电报发展相关的三位关键人物

  与电报发展相关的三位关键人物:约瑟夫·亨利、萨缪尔·摩尔斯以及赛勒斯·菲尔德的手迹出现在这次展览中。

  约瑟夫·亨利(1797—1878年)是美国著名物理学家,美国科学界第一代领袖。出身贫寒、自学成才的亨利对电流和磁场的研究成为电磁理论的基础。1832年,他成为新泽西学院(普林斯顿大学的前身)的自然哲学教授。

  1846年,年近半百的亨利离开普林斯顿,到华盛顿出任史密森学会的首任主席,之后为史密森学会的发展做出了不可替代的贡献,使之成为“美国科学的摇篮”。巧的是,亨利在史密森学会的最初的一个项目就是通过电报接收各地的天气报告,以作为天气预报的基础。

  而提到塞缪尔·摩尔斯(1791—1872年),最广为人知的恐怕就是摩尔斯电报码了。摩尔斯本来是位颇有名气的画家,曾为美国总统詹姆斯·门罗创作过肖像画。1832年,他从欧洲返回美国的途中见到一场电磁实验表演,并对此产生兴趣,遂开始构思研制电报机。

  1838年,摩尔斯和同事把不同的英文字母按照电路联通时间长短进行编码,后来发展成标准的摩尔斯电报码。1843年,摩尔斯争取到美国国会的财政支持,在1年后建成了华盛顿到巴尔的摩长达64公里的电报线路。

  摩尔斯的团队从亨利的电磁研究中得到许多启发,亨利也曾纠正过摩尔斯设计中的一些错误,让他采用自己发明的继电器,还向摩尔斯提供了8公里的铜线。亨利在1842年曾向国会写信,支持摩尔斯的电报测试线项目。可惜的是,后来摩尔斯和亨利因为专利问题产生隔阂,一直持续到他们去世。

  作为当时的“前沿科技”,电报是许多顶尖团队的研究对象。比如,英国的威廉·库克和查尔斯·惠斯通开发了五针式电报系统。但最终摩尔斯被人们记住,与电报永远联系到一起。美国作家刘易斯·科这样总结:纵观历史,似乎总有某一个人站出来满足当下的需要……摩尔斯生前就已被誉为“电报之父”,尽管在许多方面他的贡献微乎其微。他不是一名科学家或机械师,也不是一个很好的商人。但是他给了全世界一个最成功的电报系统……摩尔斯的可取之处是他头脑冷静、一心一意,这使他在追求电报梦想的过程中排除其他一切,尽管他不得不依赖别人的技术。

  同一时期,亨利的朋友、著名的电磁学家法拉第发现东南亚的大叶山榄类树木产生的乳胶汁液具有极好的绝缘性能,这种古塔胶使得在水下铺设电缆成为可能。此时,第三位关键人物赛勒斯·菲尔德(1819—1892年)出现了。

  菲尔德是美国实业家,他30多岁就靠造纸、印刷发了财,但那时他对电报业并不了解。1854年1月,一名英国通讯工程师吉斯本偶然拜访了菲尔德,说服他投资铺设从纽约到纽芬兰的海底电缆。而菲尔德的眼光更加长远,他想把电缆从纽芬兰铺设到爱尔兰,跨越大西洋!

  菲尔德马上向摩尔斯写信咨询,很快得到回复。摩尔斯鼓励菲尔德,随后他也加入了菲尔德的团队。1854年3月,菲尔德和他的合伙人收购了拥有在纽芬兰架设电报专有权的纽芬兰电报公司,1856年成立大西洋电报公司,并筹集到35万英镑的资金。两艘军舰“阿伽门农号”和“尼亚加拉号”经过改装,用来装载几百吨重的电缆。

  用大西洋电缆发送第一条电报

  大西洋电缆铺设是一项人类历史上前所未有的复杂艰巨的任务,其中遇到的困难无法简单用文字描述,单单大西洋上的恶劣天气就足够让人生畏,更不要提资金和人事的掣肘,以及技术上的诸多不确定和滞后。但他们做成了!1858年8月5日,第一条大西洋电报电缆铺设完毕,发送的第一条电报是英国维多利亚女王向美国詹姆斯·布坎南总统的祝贺——从伦敦传输到纽约用了16个小时,但这显然比轮船花10天时间穿越大西洋传递信息快多了。

  不过这条电缆的命运多舛,信号在短短六周后就断掉了。调查委员将之归咎于总工程师怀特豪斯——为了增强信号,他有时会用高达2000伏的电压。此后,威廉·汤姆森,即未来的开尔文勋爵使用他设计的反射镜式检流计,以检测和放大通过电缆的微弱电流信号,用于电缆修复和电报接收。这种能检测极微弱电流的仪器也出现在本次展览中。

  面对失败以及随之而来的公众的质疑、谩骂和诽谤,菲尔德没有被打倒,他重新筹集资金,在沉默中继续为自己的理想奋斗。1866年,好运终于光顾,具有更佳性能的电缆铺设完成,传输速度也极大提高,“新旧世界联结成了一个共同的世界……地球好似在用一颗心脏跳动”,奥地利小说家茨威格在其所著的《人类群星闪耀时》一书,中把大西洋电缆铺设看作是影响人类文明的14个瞬间之一,后人则将之誉为维多利亚时代的阿波罗计划,菲尔德也成为“大西洋电缆之父”。

  电报只是超越时间和空间连接的开始

  在这之后的几十年里,贝尔研制的电话,使得千里之外的即时声音通信成为可能;马可尼摆脱了电线的藩篱,利用空中无处不在的电磁波,揭开了无线通讯的大幕;爱迪生的留声机使声音得以保留;卢米埃尔兄弟的电影则让历史变得鲜活……所有的一切,都使19世纪充满了人类以往从未有过的惊奇、野心、失望与期待,而这一切又在孕育着一个更恢弘的时代。

  如今这个时代已经到来。刚刚闭幕的东京奥运会,运动场上矫健的身姿、飘扬的国旗、欢笑与泪水在一瞬间就从地球的一端传到另一端,甚至传至太空——人类的悲欢从未如此集中,意识从未如此同步。这种超越时间和空间的连接始于电报。地球“神经系统”的建成,维多利亚时代登月计划的实现——是以亨利、摩尔斯、菲尔德为代表的人物经历了常人无法想象的一次次失败、成功与又一次失败……之后才创造出的历史。

  这不禁让我想起展览展出的亨利在1846年写的便条:Through the journey of the life remember that "calamities come not as a curse-nor prosperity for other than a trial"

  即在人生的旅途中,请记住:灾难并不意味着诅咒,而成功也不过是一次考验。

  (作者系清华大学科学史系博士后、清华大学科学博物馆收藏部负责人、“光电之迹——信息科技先驱手迹展”策展人)

责任编辑:李萍
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