必知的信息科技(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者:冯志远

出版社:辽海出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

必知的信息科技

必知的信息科技试读:

前言

科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。

科学教育,是提高青少年素质的重要因素,是现代教育的核心,这不仅能使青少年获得生活和未来所需的知识与技能,更重要的是能使青少年获得科学思想、科学精神、科学态度及科学方法的熏陶和培养。

科学教育,让广大青少年树立这样一个牢固的信念:科学总是在寻求、发现和了解世界的新现象,研究和掌握新规律,它是创造性的,它又是在不懈地追求真理,需要我们不断地努力奋斗。

在新的世纪,随着高科技领域新技术的不断发展,为我们的科普教育提供了一个广阔的天地。纵观人类文明史的发展,科学技术的每一次重大突破,都会引起生产力的深刻变革和人类社会的巨大进步。随着科学技术日益渗透于经济发展和社会生活的各个领域,成为推动现代社会发展的最活跃因素,并且是现代社会进步的决定性力量。发达国家经济的增长点、现代化的战争、通讯传媒事业的日益发达,处处都体现出高科技的威力,同时也迅速地改变着人们的传统观念,使得人们对于科学知识充满了强烈渴求。

对迅猛发展的高新科学技术知识的普及,不仅可以使青少年了解当今科技发展的现状,而且可以使之从小树立崇高的理想:学好科学知识,长大为人类文明作出自己应有的贡献。

为此,我们特别编辑了这套“青少年科谱知识丛书”,主要包括《必懂的科技知识》、《必谈的科技趣闻》、《必知的科技之最》、《必知的军事科技》、《必知的航天科技》、《必知的信息科技》、《必知的网络科技》、《必知的生物科技》、《必知的科技大家》和《必知的发明大家》。这些内容主要精选现代前沿科技的各个项目或领域,介绍其研究过程、科学原理、发展方向和应用前景等,使青少年站在当今科技的新起点寻找未来科学技术的楔入点和突破口,不断追求新兴的未来科学技术。

本套青少年科普知识读物综合了中外最新科技的研究成果,具有很强的科学性、知识性、前沿性、可读性和系统性,是青少年了解科技、增长知识、开阔视野、提高素质、激发探索和启迪智慧的良好科谱读物,也是各级图书馆珍藏的最佳版本。

邮政业的兴起

传递书信是人类交流信息最普遍的方式之一。

从古到今,信函的往来曾经牵动了多少人的心啊!北宋词人秦观以“驿寄梅花,鱼传尺素”比喻书信往来。唐朝诗人杜甫“烽火连三月,家书抵万金”的诗句,表达了他急切盼望亲人来信的心惰。南朝宋诗人陆凯的《赠范晔》诗:“折花逢驿使,寄与陇头人,江南无所有,聊赠一枝春。”把作者思念远方好友、以梅代书的真挚感情表达得淋漓尽致。

我国古代把传递书信的人叫驿使或邮吏。唐朝诗人白居易的“雪漫蹄欲晓,为人作书邮”,宋朝诗人苏轼的“奔走烦邮吏,安闲愧老僧”,都对驿使或邮吏的辛勤劳动作了充分的肯定。

早先的邮政部门只是传递官方文书,所以不存在邮递一封书信需要多少钱的问题。后来随着人与人之间交往增多,处理私人邮件的业务也出现了,有些国家的邮政部门开始接受民间信件,有些国家则另设民信局办理,如何支付邮资的问题于是提到了议事日程上。

开始邮资是根据路途远近来定的,并由投递人向收信人收费,这样不仅邮资多少不一,手续繁琐,而且容易出现漏洞,如收信人拒绝收信就可以不交邮资。再加邮资过高,寄信成了一件奢侈之事,平民百姓实际上被剥夺了使用邮政的权利。

人们不愿寄信或者寄不起信,这就使当时经济最发达的英国的邮政也陷入了危机。

为了改变这种邮政收入日益减少的状况,英国教师希尔在1837年向政府提出了改革建议。他主张取消国会议员免费用邮的特权,信件不论远近统一收费以简化手续,邮资由发信人支付并在信件投寄之前就付款。这样,希尔就在实际上发明了邮票而被誉为“邮票之父”。

英国国会经过激烈辩论,于1839年通过了“统一邮资和发行邮票”的提案。尽管贵族老爷嘲笑它是“一便士邮政”,但却得到了公众的拥护。当政府悬赏200英磅征集表示“邮资已付”的最佳办法时,人们提出了2600种设计和建议。负责这项工作的希尔总结其中48种的优点,终于绘出了世界上最早邮票的草图并付诸实施。

世界上最早的邮票是两枚一套:面值1便士的是黑色,面值两便士的是蓝色,图案是18岁时的维多利亚女王侧面像。1840年5月1日,面值1便士的邮票首次公开发售,这就是世界上的第一枚邮票——大名鼎鼎的“黑便士”邮票。

改革后的英国邮政很快摆脱了危机,1841年的信件就比1839年增加了3倍。

接着,瑞士和巴西于1843年,芬兰于1845年,美国于1847年,俄国和法国于1849年……也相继发行了邮票。

小小的邮票真是了不起,有了它,信件可以周游列国;没有它,信件将寸步难行。邮票作为工业革命和社会发展的标志,已经渡过了150多年的岁月。当时恐怕谁也不会想到,这小小的方寸纸片刚刚问世就成了人们喜爱的东西,并很快风靡世界,使数以亿计的人入迷。今天,邮票爱好者已经形成一支浩浩荡荡的“集邮”大军,“集邮”活动遍及全世界。

邮筒比邮票问世的时间还早,1653年8月16日,法国就出现了世界上第一个邮筒。

邮筒和邮票的出现改变了邮政工作的面貌。过去人们写一封信,必须跑到老远的邮局去算帐、付钱,现在邮信的手续已极为简化,只要在信封上贴一张事先买好的邮票,往附近的邮筒里一扔就行了。

除了信件,还有更简单更方便的明信片。

澳大利亚的经济学家赫尔曼被认为是明信片的创始者。

1869年,他首先说服澳大利亚邮政当局发行一种廉价的明信片。在采纳赫尔曼建议后的头3个月内,投入邮筒的明信片就多达300万件。

过了不久,明信片在欧洲、北美洲也开始广泛流行,如今则已遍及世界。

传递信件的邮递员越来越多,工作量越来越大,靠跑腿已完不成任务,骑快马也嫌太慢。1807年富尔敦发明了轮船,1814年斯蒂文森造出了蒸汽机车,1886年本茨推出第一辆汽车,1903年莱特兄弟首先驾飞机上天,千千万万的信件就通过这些交通工具传递到世界各地。英国不仅是世界上第一个发明邮票的国家,也是世界上首先有国内航空信(1911年)和国际航空信(1919年)的国家。

陆上、空中、海面,科学技术的进步大大加快了信件传递的速度,缩短了信息流通的时间。

邮局是办理各种邮政业务的机构,社会通过邮局为工业化时代的通信打开了渠道。这是一个富于想象力的伟大发明,难怪当时有人称誉它是“仅次于基督教的我们时代文明的‘右臂’”哩!

世界上自从有了邮局,邮局的业务就在不断扩大,现在除了办理信函、报刊、印刷品、包裹、汇款等邮件传递业务外,还为政府部门递送文件,发放工资、养老金和家庭津贴,发给电视接收执照和游客护照,更换汽车牌照,承办邮政储蓄,向工商业部门提供专门服务以及印刷邮票,制作信纸、信封等。

山高路远,到处都有“鸿雁”的踪影,邮件总量成了衡量一个国家传统工业水平的现成指标。

据不久前总部设在瑞士伯尔尼的万国邮政联盟公布的一份资料,估计现在全世界有64万个邮局(所),邮政官员和职工共500万人,每年通过邮政部门交换的信函和邮件为3200亿件。

全世界的信函量是平均每人每年40件,但是国与国之间的差别很大。美国的信函量最多,平均每人每年400-500件,也就是平均每人每天要寄一封信还多。马来西亚是12件,哥伦比亚是4件,我国平均每人每年也只有几件。

尽管早在14世纪就已经有了城市邮政,但是也有像埃塞俄比亚这样的国家,至今全国街道还没有门牌,也没有邮政服务。谁要同国外保持联系,就必须到邮局用高价租赁信箱。在那里,拥有信箱是身份和社会地位的象征,能收到一封信更被视为无尚光荣,足以使人自豪好几个月。有不少人一生中从未寄出或收到过一封信,只是见面的时候才有机会相互问候,交流信息。

当然,邮政这样落后的国家太少了,绝大多数的国家还是有相当发达的邮政业。比如,印度就拥有世界上最多的邮局,1986年统计为12.53万个。

数以亿计的邮件,由千千万万个寄件人交寄到邮局,经过分拣、封发等一系列处理,再通过运输、投递送到收件人手里。由于交通运输日益发达,邮政网路四通八达,邮递员遍及穷乡僻壤,这就最大限度地缩短了邮件的传递时间,提高了工作效率,为公众提供迅速、安全、方便的邮政服务。

在发达国家中,信函一般都用飞机或专用汽车运送,传递时间可控制在一两天之内。有些国家在城镇之间实行快件邮递,当天送到,如不按时送到,要退回全部邮费。由于邮政枢纽拥有自备的专列或专车,有的还有自备站台和铁路支线,所以慢件传递也很迅速。

拿发明邮票的国家——英国来说,它的邮政始于1635年,最早也是专为皇家服务,后来才面向公众的。现在英国每天大约要处理5000万个邮件,邮局自己拥有3万辆邮政汽车和40节邮政车厢,可以边运行、边分拣,沿途收发;另外还有25架包机,35个机场交换点。一些大宗包裹,甚至铁床、地毯也能邮寄,邮局可以派车上门取件及送件。

投递员投递信函的主要交通工具是自行车,不过发达国家用机动车辆投递信函已相当普遍。

信函的投递方式也逐渐由分散投递向信箱群集中投递过渡。新的投递方式对居民区特别合适,若干用户集中在一个地方设立投递中心信箱群,投递员按信箱地址投递邮件,收件人很快就能收到。

现在还出现了一种“自己服务邮亭”,有自动出售邮票、明信片等设备,还有自动寄信机,这就大大简化了收寄邮件的手续,提高了邮政服务的效率。

剩下的问题就是邮局内部操作处理过程的机械化自动化了,包括分拣、发运、登录、稽核等等。邮件局内处理技术的发展要比邮件传递技术的发展慢得多,尤其是信函的分拣,一直是个很麻烦的问题。随着信函业务量的猛增,人工处理已难以招架,于是有人提出了机器自动分拣的设想。

已经出现了多种信函自动识别分拣机,特别是出现了光电阅读式的全自动分拣设备。

为了实现信函自动分拣,就要搞好邮政编码,也就是要根据各国的邮政或行政区划,按照科学的编排方式,用数字或数字与字母混合组成能代表邮件寄往地点的地址代号。

实行邮政编码后,事情就好办了:信函被送到信函自动分拣机,经过扫描阅读,很快接邮政编码分开,1小时就能分拣几万件,要比人工分拣效率高10倍。

1990年8月,日本第一大邮局——具有21世纪水平的新东京邮局开张。从首都和全国各地区运送来的信函,先由6台自动分拣机分拣,每台每小时能分拣3万件。分类后的信函被集中在塑料筐里,然后每20个一组装载到台车上。把台车运到卡车场去的是8辆无人搬运车,这种车由设置在地板上的传感器引导,在邮局里来回运行。

整个邮局有职工2100人,三班倒,但是我们很少看到人影,只有一些运输、分拣、发送的高技术设备在默默地自动运转,每天能处理300万个普通邮件,从首都地区投递来的明信片第二天就能分送到日本全国的任何地区。

没有邮局,没有四通八达的邮政信网,人类的文明就不可能发达到今天这样的程度和发挥出如此有效的功能。

即使到了信息时代,科学技术高度发达,电信业日新月异,邮政也将永远存在,遍布各地。

我们这样说有很多理由:

邮政网点建设比较容易,投资少,设备简单,很快就能形成通信能力,邮政通信的价格也特别便宜;

邮政传递的是载有不同信息量的实物(信函、报刊等)以至人们日常生活的用品(如包裹),国外甚至还开办了邮寄小孩的业务,这是电信业务无论如何也办不到的;

邮政通信具有很强的保密性,只有邮政才能安全可靠地传递机密文件、试卷、机密性的商业信息、恋人之间的书信等;

邮政通信的感情色彩比电信浓,一个人收到一封亲笔信要比收到一份电报感到亲切得多——邮政是“生活的安慰剂”。

因此,随着现代化运输和自动化技术的发展,新的邮政通信系统必将进一步巩固自己的传统地位,不断地挖掘潜力,发挥自己独特的作用。

“视力信号机”

邮政通信,可以很方便地把信息投递到任何地方和任何人,但是它的速度太慢。

事实上,自有文字通信以来,大约1000多年的时间里,尽管出现了多种现代化的交通运输工具,通信的速度也没有能超过骏马奔跑的速度——平均每小时15千米。

这个速度已越来越不适应时代发展的要求了。

我们曾经提到南美洲的印加帝国。它在14世纪末的版图是南北长约1500千米,已经够大的了,可是到了卡帕克国王统治时期,又把现在的厄瓜多尔、大部分的智利以及阿根廷的北部也包括了进去。这样到16世纪初,它的疆域就更大了——3218.6千米长、804.6千米宽,成为历史上最大的帝国之一。

印加帝国终于大到了连它的相当完善的通信系统也难以维持的程度,位于秘鲁南部的权力中心离开边境太远,鞭长莫及,很难对整个帝国实行有效的统治。卡帕克国王于是不得不把帝国分成两部分,分别交给两个儿子去管理。

遗憾的是这两个儿子不争气,兄弟俩为了争夺王位而互相残杀,国力削弱,给入侵者以可趁之机。1533年,印加帝国终于被西班牙殖民者所灭。

这就是说,在古代,通信系统的建立确实同一个国家的形成和兴衰存亡有密切的关系。

怎样才能进一步提高信息的投递速率,从而实现更有效的通信联系呢?

狼烟烽火的接力报警可以在较短时间内把信息传递到较远的地方,但它只能用来通报非常简单的消息。受这一做法的启示,18世纪末,一种通过接力方法传递文字信息的通信方式,终于在欧洲问世。

1790年,法国工程师查佩和他的弟兄们设计了一种托架式信号机,架设在容易看得见的山丘之巅或塔式台站上,许多信号机组成类似烽火台的接力系统,能把一个个信号一站接一站地传递下去,传到很远的地方,在各大城市之间构成一种快速的通信联络。

信号机有一根木柱竖立在塔顶上,木柱上安装着一根水平横杆,可以在绳索的曳引下自由转动而构成不同的角度;水平横杆的两端还有两根垂直臂,也能被绳索曳引转动。这样,查佩式托架信号机就可以借助绳索调节横杆和垂直臂的位置,组成不同的位形,代表不同的文字,把更丰富的信息传向远处。

“电磁指针电报机”

人类自从有了持续的电流,便促进了电磁学的发展,从而为电报的发明提供了先决条件。

长期以来,人们把电和磁是作为两种互不相关的现象加以研究的。我国汉代以前的战国时期,就发现磁石能吸铁的特性,当时给这种能吸铁的石头起了个名叫“慈石”,意思是说它有慈母之心,对铁十分慈爱。所以汉代以前都把磁石写作“慈石”。现在看来很可笑,但当时认为是很合情理的。人们也很早就发现用丝绸摩擦后的玻璃所带的电,能吸引碎纸屑。但是磁吸力与电吸力这两者之间有联系吗?丹麦物理学家奥斯特从1807年就开始对这个问题进行研究,直到1820年4月,有一天他利用电池给导线通电时,突然发现和导线平行放置的磁针偏转了。当时,奥斯特正在课堂给学生讲授伏打电池的原理,讲台的桌上放着伏打电池、导线、磁针(即指南针)等仪器。当他把导线连接在电池上,电流通过的一瞬间,一个眼快的学生突然脱口而出:“磁针动了!”当时奥斯特看到这种异常现象大吃一惊!为什么磁针竟鬼使神差般偏转了呢?

为了研究这一惊人的发现,奥斯特闭门不出又进行了两个星期实验(有的说是两个月)。他反复地观察到,磁针放在导线的上方与放在导线的下方偏转方向截然相反。这又是怎么回事呢?电力与磁力之间的神秘关系,吸引着奥斯特,他深入思考,长夜难眠。

科学研究是无止境的,而且越向前进越会有“望山跑死马”之感。

奥斯特原是一个平民药剂师之子,由于在青少年时刻苦学习,1794年考入丹麦的哥本哈根大学,攻读医学和自然哲学。1799年,奥斯特写了一篇科学论文,取得了哥本哈根大学的博士学位。

勤于用脑的奥斯特,长期在思索电力和磁力之间应该有某种联系,但始终也未曾找到。特别是著名的法国物理学家库仑已断言:“电和磁是物质的两种截然不同的性质,两者之间是不会互相转化的。”这如同一槌定音。然而,1820年奥斯特在课堂上演示时,导线通过电流的瞬间,使磁针偏转了,这就一下子推翻了库仑的权威论断。这一事实已无可辩驳地说明,通电导线的周围已产生了磁力,由于同性磁极相斥,异性磁极相吸,才使磁针偏转。至于为什么磁针放在导线上面和放在下面偏转方向相反,那是有待下一步研究的问题。为此,奥斯特这个平民之子,于1820年7月21日,发表了一篇《关于磁体周围电冲突的实验》论文,向学术界宣告了关于电流的磁效应(电能生磁)问题。如此“晴天霹雷”,震惊了全世界的物理学家。

奥斯特关于电流的磁效应(电能生磁)的重大发现,其真正价值在于:它导致了后来电磁铁、电报、电话、电脑(电子计算机)、雷达等一系列发明创造。而其中电磁铁就是电报的最重要的部件。

电流磁效应的发现给实现更有效的电气通信带来了希望。

有人想,既然电流能使磁针发生偏转,那为什么不能利用它做指示器,以代替电解水产生氢气泡来传递信息呢?

法国电学大师安培首先提出了这个设想。1833年高斯。韦伯等根据这个设想研制出了第一台可供实用的电磁指针电报机——磁针偏转的不同位置代表着不同的字母,用来在哥廷根大学物理实验室和天文观测台之间传递科学信息。

1839年,英国科学家库克和惠斯通合作,在相距21千米的铁路线上安装了他们在两年前研制的电磁指针电报机,在帕丁顿和西德雷顿之间架起了第一条商用电报线。电报机的指示器用5根磁针,只要预先编排好字符,就可以用它来收发电报。

革新者永远不会对已经取得的成就感到满足,库克和惠斯通继续研究和改进他们的电报机,1845年把五针电报机改制成更简单更先进的单针电报机。到1852年,英国已经拥有6500千米长的这种电报线路、单针电报机在英国铁路上一直使用到20世纪。

尽管电磁指针电报机还有不少缺点,使用也不方便,但是,电的传输速度同光的传播速度相等,每秒30万千米,可谓瞬间即达,比人骑着骏马送信或用火车、汽车、飞机等运输工具传递信函不知要快多少倍,也就是说,电气通信大有前途——这是肯定的。

莫尔斯和他发明的电报机

前文讲过,在“萨利”号邮船上,杰克逊医生对电流的奇迹绘声绘色的描述,使美国画家莫尔斯对“电流世界”产生了浓厚的兴趣。于是,他毅然决然把他的画室变成电磁学实验室,刻苦钻研电磁学的理论。上述电磁学史上的一系列发现和发明,更使莫尔斯心驰神往。但是,他不仅是停留在再学习上,而是边学边干,要闯自己的路,让电流为人类社会作出更大的贡献——让电传报。

莫尔斯跨进电磁学的大门之后,由于反复实验,难关重重,屡遭失败,后来竟耗尽他的家财,使他贫困交迫,生活在困苦之中。开始他靠友人解囊相助,以后又不得不重操旧业,拿起画笔来维持生活。尽管如此贫困,他还是要省下些钱购买电磁实验用具,始终没中断实验。别人难以理解,这究竟是为了什么呢?但对莫尔斯来说,很明确,他就是为了要实现他的梦想,让电流创造奇迹——沿导线快速传送信息,让电流成为人类社会中最可爱的“绿衣人”、最理想的“隐形信使”。

其实,在莫尔斯之前,已有不少人试图用电流传送信息。例如,自1825年斯特詹发明了电磁铁以后,有人就想用电磁铁打铃的办法来传送信息。电铃就是一种最简单的用电来传送信号的设备。上班、下班,上课、下课的信号,就是通过电铃来传送的。

1833年,号称“数学之王”的德国科学家高斯和最早制成电流表的德国科学家韦伯,开始研制成一种电磁式电报机,并在他们两人的实验室之间,架设了电报线。他们只用一根可以左右偏转的磁针来传送信息。两位科学家商定了一种“密电码”。例如磁针向右摆三下,再向左摆一下代表字母a;向右摆一下,再向左摆三下代表字母b……,就这样在他们两人的实验室之间打通了电报。现在看,这样简单的电报机如同儿童玩具,但在那时,可算是大科学家们了不起的发明了。后来,他们还兴致勃勃地在天文台和韦伯的物理实验室之间,架设了第二条较长的电报线路,经过实验取得良好效果。

为了推广使用,两位科学家后来找到德国莱比锡铁路局,建议在铁路上使用电报来快速调度火车。但是铁路局一位官员说:“电线架在空中太难看了,必须埋在地下。”由于当时把电线埋在地下很困难,著名的科学家高斯和韦伯的这一项新发明便“石沉大海”!

此外,俄国科学家希林格,在1835年也曾发明了可供实用的电报机。

人们不禁会问,前文讲到美国第一流画家莫尔斯发明电报机,怎么现在又出现德国的、俄国的电报发明家呢?其实,这在科学技术发展史上是常有的事。当科学技术、社会发展到一定阶段,条件成熟,时代需要某项发明的时候,必然会在这个国家或那个国家出现该项发明的发明家。问题是看谁的发明更先进,能走向世界,风行全球。

美国画家莫尔斯发明的电报机与众不同,这首先在于他的研究思路十分奇特。他曾在笔记本里这样写道:“可以骤然切断电流,使它产生电火花,电火花是一种信号;没有电火花是另一种信号;没有电火花的时间长度又是另一种信号。这三种信号可以结合起来,代表各种数字或字母。数字和字母可按顺序编排。这样,文字就可以经电线传送出去,而远处的仪器就可把信息记录下来”。由此,便在他脑海里浮现出电报机的雏形。于是,他不断购买电磁仪器,进行研究实验,倾家荡产在所不惜。

终于在1835年,也就是在俄国科学家希林格设计成一台实用的电报机的时候,莫尔斯在美国也研制出电报机的最初样品。莫尔斯一马当先,于1838年又发明了用“点”和“划”组成与众不同、独树一帜的“莫尔斯电码”。由于莫尔斯发明的电报方便实用,1844年在美国政府的资助下,建成了第一条从美国首都华盛顿到巴尔的摩城,全长64千米的电报线路(架空明线)。从1851年起,莫尔斯的电报系统应用在美国的铁路线上。

这里需补充说明的是,莫尔斯发明的电报,投入社会使用的过程也不是一帆风顺的。

从41岁开始改行研究电报,到50岁获得成功的莫尔斯,当他带着自己的发明来到美国首都华盛顿,向美国国会申请3万元资助,架设一条长达64千米的电报线路时,一开始竟受到冷遇,美国国会拒绝了他的申请,怀疑他是否能研制出第一流的科技产品。当莫尔斯扫兴返回他的故乡纽约时,穷得只有1元钱了。

然而,一贫如洗的莫尔斯并未由此而心灰意冷。他靠卖画的收入维持生活,并继续研制他的电报机,使它更加先进。

有一句名言说:科学真理是灿烂的,只要有一个缝隙,就能照亮整个田野。莫尔斯电报机的先进性在当时无与伦比,所以1842年美国国会经过辩论,终于通过提案,为莫尔斯提供实验经费。这就促使贫困的莫尔斯借钱买了件新衣服,再次来到华盛顿。后来不到两年,莫尔斯就研制出了更先进更实用的电报机,并架好了线路。

1844年5月24日,是莫尔斯最荣耀的日子。莫尔斯坐在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅中,用激动得发抖的手按动电键发了电报。他的助手在64千米外的巴尔的摩城收到美国的第一份长途电报,报文是:上帝创造了何等的奇迹!

这“上帝”在哪儿?其实,这“上帝”此时正坐在美国国会大厦联邦最高法院会议厅中,拍发电报的贫穷的科技工作者、电报的发明人。这时莫尔斯已53岁了。他从41岁对电流发生兴趣,到53岁,历经12年含辛茹苦,终于让电流创造出奇迹,一眨眼功夫把信息传到千里之外,使人类跨进了电信时代。

到1966年,美国已经拥有2000多个电报局,电报线路的总长度达到了10多万千米。电报的发明和使用,对推动商业、交通运输业、工业和其他行业的发展起到了巨大的作用。

谁是电报的发明者?

41岁改行、“半路出家”的莫尔斯是第一号“功臣”。但是,谁也不能说谁是电报的唯一发明家。电报的问世和使用是一个时代许多发明家前仆后继、辛勤劳动的共同成果。他们之中有些人连名字也没有留下,但他们的功绩是永存的。

电报的发明,确实给人类社会带来了巨大变革。现代军事上发布战斗命令、航海航空预报风暴来临、经济建设交流情况、生产生活传递佳音……电报都成了重要的快速通信手段。美国为表彰莫尔斯的重大功绩,1858年,在纽约市中央公园,建造了一座莫尔斯的塑像,给了他极大的荣誉。这也启示人们,只要象莫尔斯那样,具有坚韧不拔、刻苦钻研的精神,就可以登上科学技术的任何一座高峰,对于一个国家来说,就可夺取世界科学技术的“制高点”。

莫尔斯电报机的先进性究竟表现在哪儿呢?有比较才有鉴别。莫尔斯电报与俄国科学家希林格发明的电报机相比,希林格的编码式电报机是用8根导线传送全套俄文字母和10个阿拉伯数码(如1、2、3……),当时这种电报机曾在彼德堡进行试验。试验结果证明比过去有人设计的用26根导线,分别传送26个英文宇母的电报机要先进了一大步,但仍需要不少导线。莫尔斯在总结前人的基础上,巧妙设计只用两根导线,靠“接通”或“断开”电路的方法,借助于“点”(接通电路的时间短)、“划”(接通电路的时间长)和“空白”(断开电路)的不同组合,来表示各种英文字母、数字和标点符号(简称字符)。

例如,用一点一划(·——)表示英文字母“A”,用五个点(……)表示阿拉伯数字“5”,等等。这就是时至今天仍沿用的“莫尔斯电码”。至今已沿用150多年了。

莫尔斯发明电码时,可说是绞尽脑汁、费尽了心思。他对报刊上常用的字做了大量的统计,还亲自到印刷厂向印刷工人请教,为的是把最简单的电码组合、分配给日常生活中最常用的英文字母,如宇母“e”用“·”表示,“t”用“——”表示,“a”用“·——”表示……而“Z”、“Q”、“J”等不常用的英文字母,就用较复杂的电码组合表示。为了便于记忆,10个阿拉伯数字的电码,采取有规律的排列方法像“1”用“·——”,“2”用“··——”表示。各个字符除在“点”与“划”的组合上有严格规定之外,点和划的长短以及间隔的大小也有一定的时间比例。点与划的时间长度为一比三(即发报时,按电键使成“划”的时间,要相当三个“点”的时间);点与点、点与划、划与划之间的间隔等于一个点的时间;每个字符之间的间隔等于三个“点”的时间;字与字之间的间隔为五个“点”的时间。

假如,发送一个“点”的时间为一毫秒(千分之一秒),发送一个“划”的时间为三毫秒;各字符之间需留出三毫秒的间隔;字与字之间要停顿五毫秒的时间。这些就是莫尔斯电码的规律。

莫尔斯电码的这些规律,是他历经多年刻苦钻研,并深入实际调查研究,花费全部心血的结晶。因此,只有按照这些规律拍发电报,方能把电信号变成书面语言。这里还应说明的是,莫尔斯为了加大电报的传送距离以及对方收报的灵敏度,他还反复试验,不断改进。例如,增加电磁铁线圈的圈数,提高电报机的性能。特别是,最初研制成的电报机,是用手控制电池接点的开合,以达到控制电报线路的通和断,后来改用电键来发报。最初,收报时是用铅笔笔尖,在纸条上画出“点”、“划”符号,这就太麻烦了;后来改用墨水滚轮来印录。“滚轮印录”十分巧妙,平时让滚轮浸在墨水缸中“休息”,一旦对方来了电报(电流传来信息),电流通过电磁铁,使电磁铁产生磁力,就带动滚轮与移动着的纸条接触。这样,纸条就留下了墨迹。这就好像刚由湿地开出的汽车,在路面上留下车轮的印记一样。当然,这种“滚轮印录”要设计得十分精密,要有一定工艺水平,否则纸条上像蜘蛛爬过一样,“点”“划”不分明,收到这样的电报如“天书”一般,使人莫名其妙。可以想象,莫尔斯当初改进电报的用心之苦和工作之难。

电报的故事

研究密码的弗里德曼

在现代战争中,截获敌方电报和组织专家破译,是电子战的一个重要方面。它往往会关系到一场重大战役的得失成败和士兵的生死存亡,所以各国对电报通信,都严加保密。

二次世界大战的前夕,日本海军于1937年便使用了一种为保护最高机密而研制出的“九七式”密码电报机。这种电报机发报时,是采用两本按字母顺序编写的45000组密码。日本军方认为,它保密性极强,其中密码,世人难以破译,有利于军事秘密通信。

但是强中更有强中手,上述日本的密码,还是被人破译了。是谁破译的呢?这人便是美国的密码奇才、破译高级专家——弗里德曼。

弗里德曼1912年毕业于美国康奈尔大学,毕业后就从事密码的研究工作。从1938年起,他全力以赴地做破译日本密码和仿制日本密码电报机的工作。经过两年多呕心沥血地钻研,终于在1940年9月,通过一架仿制的“九七式”密码电报机,初步破译了日本的密码。1941年1月20日,又正好有一艘日本商船“日新丸”号驶人美国旧金山,美国海军情报机关认为这是天赐良机,机不可失,便派出几名士兵,化装成海关人员抢走了“日新丸”商船上用的“电报密码本”。虽说这商船用的密码与日本海军用的密码不一样,但总有一定启发,这就给弗里德曼掌握日本密码规律和精确破译日本密码,提供了一个条件。

此后半年多时间,弗里德曼破译了日本外务省与日本驻美大使馆之间的电报达270多份。此外,还破译了90%的日本海军联合舰队发出的密码电报。由于弗里德曼建立了这样大的功绩,先后荣获美国颁发的“公民特别勋章”、“最高功勋章”、“保障国家安全勋章”,并奖给他10万美元巨款。

1942年5月20日,日本联合舰队总指挥官山本五十六海军大将,发给日本各舰的密码电报,又被弗里德曼破译,这就关系重大了。

因为,此时正是日美太平洋战争中一次大规模海战——“中途岛大海战”即将打响的前夕(日军6月4日凌晨发起攻击)。日本海军集中绝对优势兵力——航空母舰8艘(舰载飞机400多架)以及战列舰、巡洋舰、驱逐舰、潜艇等共120多艘,决心攻占中途岛,以达到消灭美国太平洋舰队的目的,迫使美军退守夏威夷和西海岸。

美国太平洋舰队司令尼米兹上将,从破译的密电码中得知日本海军的作战行动计划,喜出望外。但还有一事不明,就是日军这次军事行动要攻占的目标是哪里?密电码中只多次提到“AF”,这“AF”究竟是何地?这又难坏了尼米兹。尼米兹猜想是中途岛,于是从中途岛给美国国防部拍了一封电报,报文是“中途岛的蒸馏水厂遭到破坏,淡水供应十分困难。”有意让日军“窃收”。果然日本海军上当了:日军“窃收”到电文后,在发往日本东京的急电中说:“AF”淡水奇缺,必须在6月5日以前,把大量淡水运到“AF”。从日本海军这电文中使尼米兹证实了日军要攻占的目标“AF”就是中途岛,还进一步了解发起攻击日期可能是6月4日,因为日本海军自以为兵力强大,狂妄已极,想一天就拿下中途岛。全部歼灭美国太平洋舰队,像半年前(1941年12月7日)突袭美国珍珠港那样——炸沉、炸伤美国军舰40多艘、击毁美军飞机260架、炸死炸伤美军47575人,致使美国太平洋舰队丧失战斗力达半年之久。

但是历史的进程并不都是按日本侵略者的意愿前进的。美国尼米兹海军上将,从弗里德曼破译的日军密电中,对日本海军的一举一动,都了如指掌。于是便巧作如下部署。

由山本五十六指挥的日本联合舰队的第一机动部队4艘航空母舰,开进距中途岛西北240海里海域,派出第一批飞机180架扑向中途岛,企图歼灭美国太平洋舰队。此时,美国太平洋舰队的战斗群(也称航空母舰编队)已离开中途岛,开进日本第一机动部队4艘航空母舰附近,并派出了200多架飞机,前去轰炸日军的航空母舰。

当日军第一批飞机轰炸中途岛返回、正在航空母舰上降落,日军第二批100多架飞机又挂鱼雷准备起飞的忙乱时刻,美国的两批机群先后扑过来,对日本的4艘航空母舰狂轰滥炸。此时,日本只有寥寥数架飞机拼死迎战,但如飞蛾扑火,已无济于事了。结果,日本联合舰队的第一机动部队4艘航空母舰,都被美军炸沉。美国航空母舰战斗群乘胜追击日本的残兵败将,使山本五十六想一举攻下中途岛的美梦彻底粉碎了。救救我们

如果你看过英国电影《尼罗河惨案》,一定会记得这样一个场面:制造惨案的凶手,为了隐蔽他们的阴谋,施展出“借蛇杀人”之计。比利时的侦探波洛,在房间里突然遇到了可怕眼镜蛇,在十分危险、又无法走脱的情况下,他机警地用手指敲了敲墙壁,隔壁的雷斯上校听到敲墙的声音,急忙拿着剑冲进波洛的房间,刺死了毒蛇,解救了波洛。雷斯上校来得如此之快,他是怎样知道波洛遇到危险了呢?原来,波洛在墙上敲的是“莫尔斯电码”——“SOS”的响声(嘀嘀嘀,啦啦啦,嘀嘀嘀),这是国际上通用的遇险求救的信号,因此雷斯上校听到后,便急忙来援救。波洛巧用“莫尔斯电码”的国际上通用的遇险求救信号,因此雷斯上校听到后,便急忙来援救。波洛巧用“莫尔斯电码”的国际遇险求救信号,便化险为夷了。

那么,这“SOS”的响声(嘀嘀嘀,哒哒哒,嘀嘀嘀)是什么意思呢?又是何时规定下来的呢?

原来,在电报发明以前,航海的人们是以火花、音响和旗帜作为遇险求救信号。有了电报以后,1908年国际上一致同意,船只遇险时都用“SOS”作为呼救信号。这“SOS”是几个英语字的缩写,意思是“救救我们”。最早使用这一遇险求救信号的是美国“阿拉普豪伊”号轮船,那是在1909年8月,这艘轮船航行到哈特拉斯角附近时,机器发生了故障,无法继续航行,船上人员十分焦急。此时轮船不得不发出“SOS”信号,希望得到邻近海岸的救援。

这莫尔斯电码“SOS”信号的意义十分重大,它挽救了许多人的生命。例如,1909年,白星轮船公司的“共和国”号船发生重大事故;1912年,“泰坦尼亚”号船的惨剧;1913年,“伏尔托诺”号船的火灾;1914年,“爱尔兰女皇”号船在圣劳伦斯河被撞沉……都是由于这些轮船及时发出“SOS”信号,得到援救,才大大减少了人员的伤亡。莫尔斯电码“SOS”信号,自1908年至今,究竟解救了多少人,这是难以统计的。但电报的作用是有目共睹的。电报捉凶犯

用电报传送信息,至少有两大优点:一是快;二是准确无误,“报文”一般不会出现差错。

电报为什么快呢?快到什么程度呢?以无线电报来说它是以电波的形式传送的,电波在空间传播的速度和光的速度一样,每秒钟约30万千米。这种速度要比当今3倍音速的飞机(例如美国名叫“黑鸟”的高空侦察飞机)甚至比20倍音速的洲际导弹(洲际导弹落下时速度)都要快许多倍。所以用“电”传“报”,即使地球上两点最远的距离,只需1/15秒就可以传到了,这不能不令人惊异!

1945年1月,英国首都伦敦各家报纸都以大的标题登载了一条追捕逃犯的消息,人们看后都争相传告,说:“这电报可真快!”这里讲的“电报真快”与逃犯有什么关系呢?

原来,那年元旦凌晨,英国帕丁顿火车站的报务员收到一份从斯劳火车站发来的电报,说那里发生一起凶杀案,罪犯已登上7点42分开往帕丁顿的火车,座位是头等车厢第二节最后一排。报务员收到电报后,马上报告了保安部门。刑警队迅速在帕丁顿车站布下罗网,火车一到站,凶手就很快被捕获。

从以上事例可以看出,利用电报追捕逃犯真是快如闪电,逃犯即使乘上3倍音速的“黑鸟”飞机,想从英国伦敦飞到美国纽约,那也难逃法网。因为,“黑鸟”的飞行速度虽然是3倍音速,比步枪子弹刚出枪口的速度还快,但从伦敦飞到纽约也需1小时55分32秒,而电报只要一眨眼功夫,0.1秒钟就传到了。

此外,从以上事例还可以看出,电报是准确无误的。从斯劳火车站发来的“报文”说,罪犯已登上“7点42分”的火车,这“7点42分”不会误为“9点42分”,如果失误,那罪犯就难抓到了。电报为什么不会失误呢?

把电报同普通电话比较一下,就可以了解电报在这一方面的优点了。电报和电话在传输过程中,都不可避免地会受到各种干扰,如雷电、风沙以及各种电气设备所产生的电火花的干扰,有时还有敌特施放的电子干扰。普通电话传输的是连续的语言信号,对于上述各种杂音干扰是难以克服的,只好让这些干扰杂波和人说话的声波混在一起,送入接话人的耳中,所以有时听不清楚,要求对方再说一遍。而电报传送的是“滴滴啦”一个个离散的、不连续的“电码脉冲”(脉冲是指一个极短时间的电流,正像人的脉搏跳动一样。),虽然电码脉冲也会受到干扰,但只要“电码脉冲”不被干扰杂波淹没,对方发来的“电文”内容就能反映出来。

特别是,在电报机的接收设备中,有一个“幅度鉴别器”,它能巧妙地对电报信号起到筛选作用。

人们事先确定好“鉴别电平”,当收到脉冲的幅度超过“鉴别电平”时,就输出“有电脉冲”。这就好比江河上有个拦水大坝,只有当水位超过大坝的高度时,才有水流过去。通常,“鉴别电平”是定在正常脉冲的一半以上。这样,只要干扰杂波不超过正常脉冲的一半,干扰杂波就被去掉了。有了“脉冲幅度鉴别器”,如同给电报戴上了一副“滤光眼镜”,大大增强了电报的“抗干扰能力”,从而提高了电报传送信息的准确性。当然,这是指正常情况下的收发电报。如果在非常情况下——喋血恶战之时,敌方施放强烈的电子干扰,或叫“电子轰炸”(即“电子战”),像海湾战争第一夜,美军几十架电子飞机施放电子干扰,就可能使电报通信失灵而中断。

此外,电报通信不容易出差错是因为有存文可查。电报通信能把对方发来的电文,自动记录下来,发电报的一方也能同时留下一份底文。这样可以及时发现差错和留案备查。这对传送上级命令,尤为必要。以上电报的优点,是普通电话不具备的。

现在的“快速电报”,还采用了一种对“错误码元”能作自我检查、自行纠正(简称“自检自纠”)的编码方式,传送100万个码元,差错不超过一个,这就使电报的准确性更高了。

有一种“快速电报机”,当在70个码元中,出现3个以下差错时,能自行纠正;出现4~6个差错,能全部检查出来;出现6个以上差错,能大部分检查出来。检查出来以后,便通知对方,叫他“重发”,直到收下的“报文”,完全无错为止。还有一种更高级的“快速电报机”,在发报端安装了一整套自动检错和纠错设备。发报时,一边把电报发出,一边又将它存进“存贮器”。收报端收到电报后,一边“落地”(凿成电报纸条或印成字符),一边又将信息送回发报端。发报端把收到的“返回信息”与“原发信息”进行比较,发现有差错,就主动重发,一直到对方收到的电报完全无错为止。这对于传送上级命令,是完全必要的,以免一字之差,造成大错。例如,“凌晨2点发起总攻”,如误为“3点”,那将影响战争全局的得失成败。密码真的保密吗?

其实,电报不仅快而准。而且它还具有保密性好的优点。

这是因为电报传送的信息(即报文),是一组一组的电码,没有经过专门训练的人,是没法听懂的,不像打电话那样,谁都可以听明白。如果用电传机(由电报机发展而成)传送电报,由于采用均匀电码,每一个字符是由相等的电码脉冲组成,再加上传送速度很快,像打机关枪那样,那就更没法听清了。这就起到了一定的保密作用。

再就是,中文电报的每个汉字,都是由一组一组的数码组成。拍发中文电报时,先要将汉字译成数码,再把数码变成电码。具体来说,要拍发一份“见报速回”的电报,首先你要在电报纸上写好报文底稿,电报局的译电员就根据全国的统一的《标准电码本》,把报文中的一个个汉字,翻译成一组组由4个阿拉伯数字组成的电码(“见”是6015,“报”是1032,“速”是6643,“回”是0932),再加上报头,报务员就可拍发了。拍发电报过程见下图。

报务员用“印码电报机”(也叫莫尔斯电报机,它是电报家族的第一代,至今有的线路仍在使用)拍发电报时,根据电码组合按下和放开电键。按下电键时,电路就接通了。这时电流经过电报线路,传入对方电报机的电磁钱线圈,使电磁铁产生磁力,吸动衔铁,利用杠杆原理,把印码轮(平时浸在油墨缸中)抬起,使它正好贴在移动着的纸条上。于是,在纸条上便画出了一条黑线。当报务员放开电键时,电路中的电流被切断,电磁铁失去磁力,印码轮又落在油墨缸中。由于印码轮离开纸条,纸条上便出现了一段空白。发方报务员不断用手指按下和放开电键,电路时通时断,在纸条上便印出了“点”和“划”的符号。收方的报务员把这些“点”和“划”抄译成数字,再由译电员译成汉字,就成了一份电报了。

由以上可见,电报确实具有保密性,如果没有专业的译电员,发过来都是“点”和“划”,或是“6015,1032”等等数码,一般人怎能了解其含义呢?

但是,历史上的战争,特别是近代战争都告诉人们,在远离炮火纷飞的前线,还有一场隐形的激烈战斗在后方无时无刻都在进行着。那便是交战国双方彼此“窃收电报”的战斗以及“破译密码”的战斗,简称“密码战”。在现代京剧《红灯记》中,李玉和对日本鬼子鸠山的生死斗争,就在于不能交给日本鬼子鸠山的“密电码本”。所以在非常情况下,军事上拍发电报,为“反窃收”、“反破译”都需要另外“加密”。所加的密码是一组组人为制造的令人很难摸到规律的乱码,经过双方秘密约定,而且又随时变更,或双方各自用电子计算机按照预先编好的程序,进行及时转换密码。这样“加密”,只要加的密码不泄露,敌方即使“窃收”到了电报,但找不到解密的金钥匙——“密码本”,也是无法了解电报的内容。密码电报的“密”,就在于此。

此外,还有一种密码是“约定语式密码”,是事先与对方约定,把文中的词语用与原意毫不相干的内容替换。收到电报的人一看便知,别人却莫名其妙。1984年11月6日,日本《每日新闻》登出一个寻人广告。广告的文字是:“二郎,恶友已离去,请速归家,有热茶饭相待。母亲千代子启。”在一般人看来,这仅是一个很普通的广告,哪知是涉及到一桩诈骗案的“暗语”。上述广告文字,真正的意思就是:“鹫,警察不在了,速来联系,同意付款,森永公司。”像这样“暗语”式的密码电报,倒像是敌特相互联系时的“黑话”。要破译它,就太难了。

以上仅是密码电报的几个简例,随着当今高新技术的发展,密码电报更加复杂难破译了。例如,把要传送的文字,逐个用数字加以置换,并及时加上只有己方才明白的数码。对这种密码,除非搞到对方的“换字对照表”,否则破译是十分困难的。据报刊报道说,早在1963年,美国的白宫和前苏联的克里姆林宫就建立了一条“直接电报通信线路”,这条线路从莫斯科经过英国伦敦,然后通过横贯大西洋的海底电缆到达美国首都华盛顿。对这条线路,人们叫它“热线”。两国政府之间发出的所有电报,在发出时都是自动译成密码,接收时自动译成文字。可想而知,密码在此过程中起着十分重要的作用。

电话和传真机的出现

值得纪念的日子

1876年2月14日,贝尔向美国专利局申请了专利。接着在3月10日,他第一次用这种装置给他的助手发送了第一句完整的话:“沃森先生,我需要你,快来帮我呀!”这是通信史上又一个划时代的值得纪念的日子。

就在贝尔申请电话专利权的同一天,格雷也来到专利局提出了不要批发电话机专利申请的要求。但是,格雷比贝尔晚到了几个钟头。1876年3月7日,专利局批准了贝尔的专利,贝尔获得了这项发明的最高荣誉。

在1876年7月为庆祝美国独立100周年举办的费城博览会上,展出了贝尔发明的电话装置。开始没有人重视,电话机被陈列在一个角落里,一连几天没有人理睬。后来还是巴西王太子彼得罗好奇地拿起受话器,当他听到电线里传来的话音时,不禁惊呼道:“我的天,这钢铁的玩意儿竟会说话哩!”这才引起了参观者的关注。更有意思的是一位日本游客伊泽对着话筒高声问道:“日本话也能传达吗?”当他从电话中得到肯定的回答后,深深地向贝尔和沃森鞠躬表示感谢。

英国物理学家汤姆孙是展览会的评判员之一。他在评判贝尔发明的电话装置时这样写道:“有了这种设计精巧、功能显著的装置,我们完全可以满怀信心地期待着贝尔先生给我们带来传送话音的方法,可以将欢声笑语尽情地通过导线送到数英里之外的千百只耳朵里。”

费城博览会之后,贝尔和沃森又对电话机作了很多改进。经过改进后的电话机,话筒和听筒成了同一个磁感应装置,既作送话器用,又当受话器使。不过,这种磁感应装置作为受话器用还可以,作为送话器用却不太理想,因为它只能提供比较微弱的波动电流。后来,直到休斯和爱迪生发明了至今仍在使用的炭粒送话器,炭粒送话器和磁性受话器配合,杂音大大减少,话音更加清楚,一种令人比较满意的实用电话机才终于问世了。

第二年,在波士顿架设的第一条电话线路开通,并第一次通过电话向《波士顿环球报》发送了新闻。再过一年,又出现了第一家商用电话和交换台,在21家用户之间建立了通话联系。

尽管如此,电话如同电报以至所有其他的新生事物一样,发展过程也不是一帆风顺的。莫尔斯曾受到热衷于驿站马车和法国老式通信机的人们的阻挠,弄得贫病交迫,几乎陷入绝境。贝尔的处境稍为好一点儿,但也同样受到偏爱发展电报通信而对发展电话不感兴趣的保守势力的打击和限制。

但是,一来由于电话本身具有的优越性,二来依靠贝尔坚韧不拔的努力,电话通信还是在许多国家里迅速地建立和发展起来了。

从美国发端,先是英国、法国,后来是瑞士、德国。我国在1878年开始自办电报,两年之后上海便出现了第一条市内电话线。

在电话发明5周年的纪念日里,贝尔望着布满波士顿全城的电话线,无限感慨地对助手沃森说:“你听,这电话的响声真像一曲颂歌!”“这歌声永远不会停止啦。”沃森笑着说。“是的。因为这是对生活和斗争的颂歌,而生活和斗争是永远不会停止的。那飞越蓝天的铜线,正在把生和死、成功和失败的消息,从一个地方传到另一个地方,以至传遍全世界!”“百闻不如一见”

有人估计,人类通过视觉得到的信息要占一半以上,大约只有百分之二三十的信息是通过听觉得到的。

人们还说:“一目了然”,一眼就看清楚了。

这意思也很明白,有些事物用文字说明可能说了半天也还是似懂非懂,但如用一幅图像来表示,让人一看就一清二楚。

这就是说,以视觉信息为对象的图像通信,比以听觉信息为对象的话音通信更具有高效性、真实性和直观性,一幅图像告诉人们的信息,往往胜过千言万语。

这样,人们就开始不满足于只传递电码和声音信息的电报、电话了,他们希望有一种更有效的能直接传递视觉信息——图像的通信工具。

结果是出现了传真机。

关于传真的设想和原理,事实上早在1843年就由一位苏格兰科学家贝斯提出来了。这是莫尔斯拍发世界上第一份电码电报前一年的事,比贝尔的电话发明获得专利还早33年。

1850年,英国的巴克韦尔建成了一个能够传输手迹和线条国的电传系统。他用不导电的墨水在金属板上书写,然后用几组金属针进行扫描,每根针与一条电路相连,结果每条线路的电流都将在接收端的一个旋转的鼓(鼓面覆盖化学处理过的纸)上留下印记,使原来的手迹或图表在鼓面的纸上再现出来。

但是,用这种方法还不可能传递照片,巴克韦尔研制的电传系统算不上传真机。传真机的真正发明家是法国物理学家贝兰。

第一张拍在玻璃片上的照片早在贝兰诞生以前半个多世纪即已问世,英国摄影师斯凯夫研制的第一台实用小型照相机也比贝兰早出生18年。贝兰年青的时候就爱好摄影,喜欢摆弄照相机,不过他不是以照相取乐,而是通过它对摄影技术进行研究探索。

1894年,18岁的贝兰发明了一种“秘密照相机”,它有一套三棱镜,摄影者假作正视前方,实际却已拍摄了右方的人物。这项发明使他获得了第一个专利权。

此后不久,贝兰就同当时的许多发明家一样,如醉似痴地进行电报图像传输技术的研究。他在法国摄影协会大楼的地下室工作,而这栋大楼正是巴黎一里昂一波尔多一巴黎电信线路的起点和终点。他利用这个有利条件,向电报局作出承诺,如果图像传输技术研究成功,那就首先供巴黎电报局使用。这样,贝兰的研究工作就得到了巴黎电报局的支持,同意他在夜间使用这条线路做实验。

经过3年艰苦的努力,1907年11月18日,贝兰当着许多观众的面,第一次成功地进行了图像传真的实践,从此诞生了传真电报。

传真机真正付诸实用却是近几十年来的事。本世纪60年代,这项通信技术才进入了繁荣昌盛的时期。

传真,就是用电信技术把图像,包括文字、图纸、照片等等,按原样从一方传到另一方。由于它不仅能传递信息的内容,而且能保留传送材料的真迹,所以叫“传真”。

把报纸上的传真照片拿到放大镜下看看,你会发现,不管照片的内容是如何复杂多样,它们都是由许多密密麻麻的黑白点子“编织”而成的。这些点子是组成图像的最小单位,叫做“像素”。

点子越多,像素越密,图像看上去就越清晰、逼真。一般传真照片每平方厘米面积上有2500个点子——像素。

传真还有很强的抗干扰性。拍电报时一个小小的干扰即可使电码组合变形,使电文出现差错。传真却不怕这些干扰,临时短暂的一点点干扰和个别信号的丢失,只会在画面上留下一条细道,不会使整幅图像失真,也就是不会从本质上影响传送质量。

容易实现收发自动化和多功能化也是传真通信的一个特点。即使是一部通信容量很小的传真机,传送信息的速率也顶得上3部新式电传机。用传真机传送图像,几分钟甚至几十秒钟就能把一张照片或一份文件传送到全国甚至全世界,并且可以以永久记录的方式把它们保存下来。

随着各国公用电话网容量的扩大和质量的提高,特别是实现全国乃至国际间长途电话自动化以来,各国相继开设了电话网上的传真业务。这种业务只要在电话机旁设有符合进网要求的传真机,在拨通对方用户后,经过简单的转换即可方便地实现双方的传真通信。开放电话传真业务使传真机的使用量急剧增加,应用范围迅速扩大,传真成本大为降低。过去打一次越洋业务电话至少需要20分钟,现在有了传真机,你把想要说的话写下来,不到3分钟就可以在同一条电话线上发出去,花钱要少得多。

于是,传真通信迅速地发展起来了,应用日益广泛。用途广泛的传真机

传真机的使用,也许新闻界得益最大。各国新闻记者都在通过传真线路给自己的编辑部发稿,这样可在最短的时间内把稿发完。利用传真技术,全世界各个地方发生的重大事件的图片,第二天就可以出现在报纸上,生动地呈现在广大读者的面前。

北京出版的《人民日报》,用传真机把版面传送到远方在当地印刷,使武汉、上海、广州甚至西藏、新疆都能看到当天的报纸,传递的速率与图件中文字的多少无关,只取决于图件的面积和通信线路的容量。对一版《人民日报》来说,如果用60路传真机传送,只需要短短的5分钟就行。

在军事上,用传真机可以传送作战地图、亲笔手令、航空航海图件等,迅速及时,正确无误,电话、电报对此是无能为力的。

对于国家机关、工矿企业、商业财贸系统来说,传真是一种十分方便的通信工具。用传真机来传送文件、图表、图纸、数据等等,可以减少差错,提高工效,节省大量的人力、物力。

气象部门通过传真技术传送卫星云图、天气图和气象资料,有助于加强天气预报的时效,提高气象预测预报的质量。

医疗部门利用传真机传送病人的病历和检查结果,便于组织专家会诊和治疗。

建筑、测绘、印刷、染织、插图、复印、电子誊写、电子雕版等利用传真技术进行科研、设计和生产,结果是提高了工作质量,节省了工作时间,起到了技术革新的作用。

甚至体育、文艺等部门都在使用传真机。

传真机当然也可以用来传送信函。办法是把信函的原件送到收寄局,再利用传真技术传送到远方的电子邮政中心,在那里把复制的信函副本装进专用信封,在当地按快件投递。过去同外地亲友通一次信往往需要几天时间,现在传真信函当天就到,特快信函只需几个小时。

1980年6月17日,英国从伦敦国际邮电局发一封信,通过传真只用了1分钟就横越大西洋来到了彼岸加拿大的多伦多,美国、加拿大、英国之间从此开通了国际电子邮政业务。这是传真技术与其他电子技术相结合的产物,它的迅速发展和广泛使用,将使传统的邮政概念发生根本的改变,信函不用汽车、火车、飞机来运送而靠电波来传递,那可真的成了名副其实的“电信”了。

如同电报机、电传机一样,现在也有越来越多的传真机进入千家万户。这种用户传真机大小跟打字机差不多,体积小,重量轻,操作简便,费用低廉,很适宜于家庭和办公室使用。人们可以用它来传送信函和文件,阅读“电子报纸”和“电子杂志”,实行几个用户之间的“会话式通信”,从而取代当前占用大量劳动力的邮件投递工作。将来一定会有更多的个人使用它来处理个人事务,比如银行储蓄、邮购商品等。

传真技术正在进一步向高速化、多功能化、小型化、彩色化、自动化方向发展。可与电子计算机联网的高速传真机已经问世;具有自动拨号、终端识别、自动收发、自动缩小、自动改错、打印复印以及自我诊断等多种功能的传真机已显示出诱人的开发前景;便携式袖珍传真机、彩色传真机以及智能传真机也都已研制成功。现在,传真机已进入一个综合化利用的时期,它不仅是图像通信的终端,而且还将作为综合性处理终端——图像采集、输入输出、编辑、存储、记录、检索等在更广泛的领域里发挥作用。

雷达家族

单脉冲雷达

单脉冲雷达是一种精密跟踪雷达。它发射一个脉冲,天线能同时形成若干个波束,将各波束回波信号的振幅和相位进行比较,当目标位于天线上时,各波束回波信号的振幅和相位相等,信号差为零;当目标不在天线轴线上时,各波束回波信号的振幅和相位不等,产生信号差,驱动天线转向目标直至天线轴线对准目标,这样便可以测出目标的高低角和方位角,从各波束接收的信号之和,可测出目标的距离,从而实现对目标的测量和跟踪。

单脉冲雷达通常有振幅比较单脉冲雷达和相位比较单脉冲雷达两大类。它有较高的测角精度、分辨率和数据率,但设备比较复杂。

单脉冲雷达早在60年代就已广泛应用,主要用于目标识别、靶场精密跟踪测量、弹道导弹预警和跟踪、导弹再入弹道测量、火箭和卫星跟踪、武器火力控制、炮位侦察、地形跟踪、导航、地图测绘等;在民用上主要用于空中交通管制。当前使用的单脉冲雷达基本上实现了模块化、系列化和通用化,具有多目标跟踪、动目标显示、故障自检、维修方便等特点。双基地雷达

雷达一般是由天线、发射机、接收机、显示器和电源五大部分组成。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

下载完整电子书

若在网站上没有找合适的书籍,可联系网站客服获取,各类电子版图书资料皆有。

客服微信:xzh432

登入/注册
卧槽~你还有脸回来
没有账号? 忘记密码?