通讯博物馆的第二部分展品是电讯设施与器材。它们是近代之后研制出来的,属于科技含量较高的系统化通讯工具。
与古代的邮驿相比,荷兰近代邮政通信获得了巨大的进步。邮递业务从只为国家服务,扩展到民用、商用、金融、书报发行等多样化的社会服务;邮路由单一的驿道,发展出铁路、公路、水路、航空等多种传输途径;传递工具也由简单的人力车与马车,发展到火车、汽车、轮船与飞机等现代交通工具,实现了快速运送信函、包裹、汇款和报刊发行等多项邮递目标,让社会公众享用到通信的种种便利。
然而,在通信领域仍然存在着许多难以克服的困难。比如,遭遇暴风、雷电、冰雪、山洪等天然灾害时,无法保障邮路的通行。尤其是遇到战争、疆界封锁或函件扣留等人为破坏,更是难以实现即时通信的理想。
而当人们遇到危机时,更加需要及时地传递讯息。处于困境的人们,无不盼望能出现“千里眼”“顺风耳”那样的神话人物,帮助排忧解难。到了电讯时代,这一美好的愿景借助电讯技术,从神话变成了现实。
所谓“电讯时代”,是指利用有线电、无线电、电磁、光纤或卫星等通讯设备,传递声音、文字、符号、图像及数据等信息。在博物馆里,可以看到这一神话变成现实的历史过程。
电报的发明,是电讯时代开始的标志。这肇因于发明家塞缪尔·莫尔斯(Samuel F.B.Morse)的一次航海经历。
莫尔斯原本是一名颇有才华的美国画家。他年轻时在耶鲁学习哲学和数学,并对当时新诞生的电磁学产生了浓厚的兴趣,经常去旁听电磁学的讲座。从耶鲁毕业后,莫尔斯开始学习绘画,他到英国伦敦皇家艺术学院留学,受到那里浪漫主义画风的影响,创作出了不少颇受赞誉的作品。然而,学成回国后,他发现美国新富对他擅长的神话与历史题材绘画不感兴趣,只能依靠肖像画为生。无奈之下,他只好回欧洲继续绘画学习,希望提高绘画技巧。
1832年,他从法国回国,登上了客船萨利号(Sully)。当时与莫尔斯同时登船的,还有一位来自波士顿的电磁学家,名叫查尔斯·托马斯·杰克逊(Charles Thomas Jackson)。晚餐的时候船上的客人共聚一桌,杰克逊博士谈起了电磁学的最新进展。有位客人问道:“电的传播速度会受到电线长度的影响吗?”杰克逊博士说:“电可以在一瞬间通过任何长度的电线。” 这时,莫尔斯提出:“如果在电线的任何位置都能感知到电的存在,那么难道不是能够通过电瞬时传递情报吗?”话题很快转到其他方面,然而莫尔斯却如同被电击中了一样,被这个新想法迷住了。他在深夜走上甲板,久久沉浸在这一灵感中,青年时期对电磁学的兴趣在他的大脑中活跃着,远距离传输信息——那就是“电报”!他拿起手边的素描本,开始尝试绘制电报装置的草图,经过几个不眠不休的夜晚,一天早餐时,他将自己绘制的电报系统结构图对同船的乘客作了展示。
船上绘制的草图存在着不少缺陷,但莫尔斯锲而不舍,全心投入电报的发明研究,经过刻苦钻研,1837年,他终于成功地研制出了电报。最初的电报机需要手工操作,通过对交流电机离合器的开、关、开、关,发出“嘀、嘀嘀、嘀嘀嘀”的电信号。莫尔斯把这种点、短线、长线之类的呼叫信号,编成固定的电码来替代文字和数据,通过编译电码可以解读出电报发送的内容,被称为莫尔斯电码。
早期的电报需要有线电路才能传输。1843年,美国人架设了64公里的电报线路,实现了从华盛顿到巴尔的摩的有线电报联系。借助电讯传递信息,给通讯行业带来了翻天覆地的变化。原本需要在路途走上几天或几个月的纸质邮件,通过电子传导技术设备,顷刻之间就传到了。那种奇妙的感觉让许多人欢喜若狂。正像第一封电文所说的那样:“上帝啊,你创造了何等的奇迹!”
电报借助电子介质传递消息,能在1秒内将信号传到30万公里以外,无愧为人类通信史上的伟大创举。这种“奇迹”很快就吸引了世界各国的目光,欧美许多国家都积极铺设电报线路。线路越铺越长,1858年,跨越大西洋的海底电缆铺设成功,美国与英国之间开通了越洋有线电报。号称“海上马车夫”的荷兰人曾把生意做到世界五大洲,更加需要利用电报进行商业联系或与家人互通音讯。因此继美国与英国之后,荷兰成为早期使用电报通讯的国家之一。
图14-13 电报机(左)
有线电报使用了半个世纪之后,人们觉得铺设线路太麻烦了,是否可能不用线路就将电子信号发到远方呢?1895年,研究有了新进展,意大利人马可尼和俄国人波波夫在这一年里各自独立发明了无线电报机。这样一来,发送电报就不再需要铺设线路,只要购买发报机,培训电码翻译员就行了。这种利用电流或电磁波传递信号的电报,在世界各国使用了上百年,直到21世纪进入网络时代才被淘汰,许多国家的电报局也因之撤销。只有博物馆里还能看到发报机,提醒人们:它们曾在国家军事、商业和民用领域立下功劳。据说一些国家在航空与航海的保密活动中仍然使用电报传递信息,但它基本已经退出民用行业了。
博物馆里有多种类型的电报机(图14-13、图14-14)。其中一种电传打字机,在打字同时会生成电报的长纸条,这些纸条通过电码将信息传输出去,对方的电传打字机接收后就会自动打出文本。这样不用再经过莫尔斯电码的翻译,非常快捷,成本比电报和电话都低。
图14-15 雷名顿10S型古董打字机(左)
图14-16 英格玛密码机(右)
电讯时代的第二项发明是传真机。这是一种利用扫描和光电变换技术,把文件、图表、照片、信函等讯息传递到远方的电信设备。传真机的发明比电报机晚了六年。1843年,英国人亚历山大·贝恩研制出一台用电机控制的钟摆式传真机。它需要用电敏纸记录图形,使用起来很不方便,没有产生太大的影响力。
1850年,英国发明家弗·贝克卡尔在钟摆式传真机的基础上,发明了一款滚筒式传真机,效果良好。后来人们又相继发明了相片传真机、热敏传真机、报纸传真机、文件传真机、气象传真机、黑白传真机、双色传真机、彩色传真机、喷墨传真机和激光传真机等多种类型。但这项技术在19世纪仍不太成熟,在世界各国用户很少,直到20世纪初期才真正进入实用阶段。
又经过近百年的改进,到21世纪它已经成为现代办公室不可或缺的设备。今天在许多办公室里都能见到它的身影。海牙通讯博物馆展出的传真机都是荷兰人用过的早期产品。(www.xing528.com)
此外,馆内还展示有各种早期的打字机(图14-15)。其中一款英格玛(Enigma)打字机非常特别,它是用于加密和解密消息的机器,其名称源自希腊语“谜语”。键入明文信息后,打字机上的灯会将信息转译为密码,收到密码的人如果正确设置密钥,就可以得到明文信息。
1918年,德国发明了英格玛加密机(图14-16),希特勒将其广泛运用到纳粹闪电战中。盟军情报机构不断致力于破解英格玛和窃取密钥。波兰密码学家和德国密码学家,就破解英格玛和不断升级英格玛的可靠性,展开了持续的斗争。盟军破解出的秘密信息被称为“超越”(ULTRA),现在普遍认为“超越”使得二战提前两年赢得了胜利。尽管如此,英格玛密码机在二战期间长久以来都没有被彻底破解,多数破解是德国密码员操作失误,或密钥泄露造成的。荷兰不仅在第二次世界大战期间使用英格玛加密机,还在1929年至1940年期间使用英格玛加密机向荷属印度群岛发送秘密信息。如今英格玛密码机也成为人们竞相追捧的藏品,收藏在很多国家的军事博物馆中。
电讯时代的第三项伟大发明是电话。1876年,英国人亚力山大·格雷姆·贝尔和助手沃森发明了磁石电话;由于他们及时申请了发明专利,两位早他们十余年发明电话的意大利人和德国人失去了“电话之父”的头衔。
在电讯时代,电话的发明虽然晚于电报与传真,却是一个后起之秀。在不到一个半世纪的时间里,电话成为变化最快、普及程度最高、使用最便捷的通信用具。它的通讯技术设施经历了步进制、纵横制、程控交换、大规模与超大规模集成电路等多次变迁。尤其到了20世纪晚期,当电话与计算机、数字信号、网络、卫星通讯和蜂窝移动通讯等高端技术嫁接之后,就更神通广大了,在全球范围内实现了大面积、远距离、高速度和高质量的通信。
今天世界各地基本都迈过了使用有线座机的阶段,成年人几乎人手一部移动电话。接打电话、收看视频、聊天、阅读电子图书、发送消息或图片、网络购物、货币支付等等,都可以通过手中的小手机搞定。很多年轻人已经不了解电话发展的历史,只有老一代才体验过20世纪90年代之前,拥有电话者的骄傲,以及没有电话者接打电话所经历的艰难与辛酸。
图14-17 早期的摇柄电话
博物馆展出了各个时期的电话机,有的扯着长绳,有的趴在铁架上,有的话筒长在铁柜上,有的机身插满了管子,还有的带着摇把和轮子……自从贝尔发明电话之后,又有许多发明家加入了改进电话的队伍,各种新款式的电话机相继涌现。馆内的电话机有筒式、盒式、壶式、台式、壁式、桌式,摇柄的、旋转的、拨号的、按键的、单听筒的、双听筒的、多听筒的以及后来出现的可视电话和移动电话等,都是产于不同时期、不同国家的具有时代特征和代表性的产品(图14-17)。
最早的电话只有一个扩音器,交替用来听和说;听筒和话筒分开为两端后,通话更方便了,但造价也提高了。最早的电话一根线只能连接两端,比如一个用户需要在家里和商店都装上电话,才能互相联系。如果想要和几个地方联系,就得同时装好几对电话。后来有了交换机,用户只需要打给总机接线员,请求转接到正确的线路就能通话,每户装一部电话就够了。由于早期都是由接线员转接电话,所以电话并没有拨号盘。
图14-18 人工电话交换机
该馆除了各种类型的电话机,还收藏了不少电话交换机,有人工交换机和自动交换机两大类型。在一些电影与电视剧里,有人们早年打电话的场景:演员摇动电话机请求接某地某人,镜头便闪现出成排的接线员们坐在一个长台前,一人拉出一根电线插头,塞进蜂窝似的圆孔里;不久被叫方电铃响起,主叫与被叫双方才开始通话。由接线员转接的,就是一种人工电话交换机(图14-18)。
人工电话交换机在19世纪末期已经在世界各国的邮局里使用。它常常设置在专用的机房里,到邮局办理电话业务的顾客们平时很难见到,所以接线员的工件总是给人一种神秘而高雅的感觉。但内行人都知道,接线员的工作主要是为每一次呼叫完成连接服务。每部电话都有一个固定的插孔,插孔上有个小号牌。某人打电话时,总机上他的电话号牌就会掉下来,接线员看到,先把接线塞子插入他的电话插孔,问他要打给谁;得到回答后,接线员把另一只接线塞子插入他要通话的电话机插孔中,请他再摇电话机,对方的电话就会响铃,两人就可以通话了。这时接线员会把号牌推上去。通话结束后,挂上电话摇一下电话机,号牌再次掉下,接线员就知道电话打完了,于是把两个人的电话线塞子全拨下来。
图14-19 “铁娘子”自动报时器
这种人工接线服务在历史上延续了一百年,到20世纪末期被自动化的程控交换机和数字交换机替代。有了数字程控式电话交换机和移动网络之后,人工电话交换机与接线员都取消了。海牙博物馆里的这架人工交换机佐证了百年来利用人工接线的电讯发展史。
许多交换机中间有个奇怪的铁桶,叫“铁娘子”,是世界上第一台自动报时设备(图14-19)。之所以这么称呼,是因为在它之前,从事这项工作的都是办公室的接线员“女士”们。早期没有石英或无线电钟,机械机芯很不精确,因此必须经常调整时间。1920年以前,人们可以致电接线员询问确切的时间。但进入自动接线时代后,无法找到接线员了,于是人们发明了“铁娘子”。铁桶上的转盘带有多个音轨,由时钟控制来告知时间。1935年,柏林引入了“铁娘子”服务,最开始的几天接待了84000个电话,每到新年,打电话问时间的人就更多了。20世纪50年代,引入了录音带的自动应答机,不仅能告知时间,还能提供影院上映的影片、药店的地址等信息(图14-20)。
图14-20 电话自动应答机
馆中还有一台很笨重的仪器,是荷兰飞利浦公司旗下子公司NSF的产品,型号为SRR192(图14-21)。它有一个大铁皮箱子,连着一个话筒和扬声器,这是20世纪30年代发明的车载移动电话,最早产品的型号为DR38a/FR38a。战争时期荷兰的秘密侦察机构,终日开着车在街上寻找地下电台。这些车辆一旦发现电台,需要互相电话联络,非常耽误时间。因此当局主持发明了车载移动电话,供这些巡逻车使用。战争结束后,电话网络遭到了很大破坏,SRR192车载无线电话被用于警察、消防、出租车等部门,还有一些专门用来补充公共电话网络的不足。
当时这些无线电话可以通过基站转入公共电话网中,能够和任何线路通话。大大的主机常常塞满了后备箱,控制器、话筒和扬声器则安装在仪表盘下方,供司机随时选择所需要的频道。1953年,荷兰遭遇了一场大洪水,当时紧急调用了许多SRR192车载无线电话,甚至连未出厂的半成品也被借出。这些无线电话,连同为它们服务的基站,成为荷兰无线电话网的前身。
图14-21 车载无线移动电话
通讯博物馆的这些发报机、传真机、电话机以及交换机等,都代表着电子通讯发展过程中各个转折时期的重要节点。它们让人了解到,电子通讯的发展绝非一蹴而就的。从编码的电报、有线的电话到网络和卫星通讯的探索,历时长达百年之久,这些不断变换模样的电讯器材,映射出世界各国发明家们的聪明智慧。
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