第3章 有线电报

3.1 静电时代的电报

18世纪中叶，通过长导电线路大量进行的静电放电实验（例如沃森和勒莫尼埃的实验），提示了人们可以利用电来快速远距离传输信息（这在后来被称为电报）。

最早的电报方案似乎包含在1753年2月1日的一封信中，它发表在当年的《苏格兰人杂志》（Scots Magazine）上。这封信署名为伦弗鲁的C．M．，据认为他是查尔斯·马歇尔（Charles Marshall），但更可能是查尔斯·莫里森（Charles Morrison），一位外科医生，出生于格里诺克，最后迁居弗吉尼亚。他的建议的实质部分摘录如下：

“让……一组电线（根数等于字母表中的字母个数）水平地伸展在给定的两个地方之间，它们彼此平行，每一根与下一根的距离约1in。每隔20yd处，用玻璃或宝石粘结剂将它们固定于某个坚实物体之上，既防止它们触及地面或任何别的非带电物体，也防止它们因自身重力而断裂。让电枪筒（摩擦起电机的原导体）与电线末端相垂直地放置，并位于它们下面1in的地方。再将电线固定在一块坚实的玻璃上，位置离开末端6in。使它们从这块玻璃到起电机的部分具有足够的弹性和韧性，能在与枪筒接触以后仍回复到原来位置。靠近支承玻璃的地方，让每根电线悬挂一个球。在球下面约1/6in或1/8in的地方，放上字母，字母写在纸片或任何别的轻物质上，它们能上升到带电球上。同时，经巧妙的设计，每个字母在跌落时都能又正确回到原来的位置上。”

显然，这些电线在两端均装备有一台摩擦起电机、球和字母，因为C．M．继续写道：

“这一切都如上所述制作齐备之后，在预定的时刻，我开始以此方式与我的远方朋友交谈。在像通常实验里那样启动起电机之后，假定我准备发出单词Sir（先生）。我用一块玻璃或任何别的electric perse（绝缘子）敲打电线S，使它与枪筒接触，而i和r，方法完全相同。我的通信者几乎在同一时刻观察到这几个字依次上升到处于电线他那里一端的带电球，当消息发完时，这朋友能够进行回答。”

C．M．还描述了这种设备的另一种形式：火花从这些电线跳到带有字母的铃，使它们发出响声。他的方案是通过音调代表不同的信息。在此之前，富兰克林曾经制造出了富兰克林铃。然而，并没有迹象表明，这位著作家实际制成过一台电报装置。

真正实际完成的电报装置，最早似乎是瑞士物理学家勒萨热（Georges-Louis Le Sage，1724—1803，见图3-1）做成的。在他于1774年装设在日内瓦的设备中，各通信站使用26根加绝缘套的金属线，每一根相应于一个字母。在发送端，这些电线固定于一台摩擦起电机的原导体，而每根电线的另一端（在接收站）悬吊一对木髓球（见图3-2）。为了发出一个给定字母的信号，沿相应电线发送电荷，使远端的木髓球发生可见的偏向。在一封1782年6月写给普雷沃的信中，勒萨热声称，他在30～35年以前就已发明了电报装置。在这种设备的原型中，电荷沿电线的传输似乎由金箔片的吸引指示。洛蒙在1787年发明了一种比较简单的电报装置，只应用一根通信电线。木髓球验电器逐次偏向的数目指示不同的字母。18世纪末年发明的几种电报装置中，字母在接收端的指示为放电火花，而不是木髓球的偏转。这种电报的一个典型例子是罗伊泽于1794年在福格特的《物理学最新成就杂志》上发表的报告。保持通信的各个站用一些加绝缘保护套的地下电线连接，每个字母用一对传送。在每个站，每对电线的末端连接到一根单独的锡箔带，后者粘合到一块玻璃板上，并标有相应的字母。锡箔带在电线接触点之间垂直通过，以便提供火花隙。于是，相应于每个字母，都有一条导电线路延伸在这两个站之间，并且每个站都有一个火花隙。为了发出一个给定字母，只要让一个莱顿瓶从发送站通过适当线路放电，并且注意火花在接收站通过哪个火花隙即可。

图3-1 勒萨热，瑞士物理学家。

图3-2 静电时代的电报。绘画选自1965年日内瓦国际电信联盟From Semaphore to Satellite杂志，其中描绘的就是当年勒萨热的电报。

事实上，任何基于静电原理的电报方案，其传送距离都是非常有限的，很难达到实用的阶段。人类的电报梦只有到了1800年，伏特电堆问世以后，尤其是1820年奥斯特又发现了电流的磁效应以后，才成为现实。