日期:[2022年01月11日]
-- 智慧生活报 --
版次:[A3]
从眼神到奋斗者号
———人类通信发展史趣闻
△专家：中国科学院物理研究所研究员 曹则贤
此刻，闭上眼睛想一想，什么东西是你离不了的？手机？网络？每个人都离不开手机，离不开互联网。今天，我们生活在一个信息电子化的时代，人与人、物与物、人与物，皆可彼此对话。那我们到底是怎么从飞鸽传书时代一步步发展到今天利用电磁波进行通信的？
“确认过眼神”人类通信的开始
“往祖坟上刨”，人类最早是怎么通信的呢？
人类是群居动物，所有群居动物相互之间都有通信的需求。人类最初通信，短距离的，就用到肢体语言、眼神等。比如，你瞪眼，对方就知道你生气了；当有人靠近，我们不希望TA靠近，就比个手势……
“桃花红杏花白”别让我的思念被风刮跑
距离稍远一点如何传递信息？一个非常重要的方式就是声音。过去，人们用声音传递信息，已经发展出一套非常标准的通信模式。这种通信模式影响深远，直到后来我们运用无线电通信的时候，还是基于它。
举个例子，我们中国古代的文学作品《诗经》，以及民歌等，就是一种通信模式。比如山西民歌《桃花红杏花白》。第一句“桃花你就红来，杏花你就白”，意思是“我想说话，我想找你”，这是通信开始；第二句“翻山越岭我找你来”是信息，是message，是Information。接下来应该是“你在哪儿，我去找你，我要等你回答”，这就是结尾的“啊格呀呀呔”所表达的意思。这相当于后来用无线步话机呼叫时，结尾说的那句“over”。
只不过，声音的传递，只限于一定的空间范围内，而且是不可记录的，你要没听到，它就被风刮跑了。
桃花你就红
来杏花你就白 通信开始
翻山越岭
我找你来 信息
啊格呀呀呔 通信结束，等回复
驿站传信“共享单马”骑起来
后来，我们需要跟离得更远的人通信，就有了书信。写好了信，就得有人寄信，于是，寄信系统开始建立了。古代官方的寄信系统就是驿站。驿站的“驿”是“马”字旁，因为驿站本身相当于马圈，平常就养马。传递信件时，驿卒骑着马一路前行，到驿站后把马一搁，换骑另一匹马接着走，直到到达目的地。这相当于我们今天的共享单车模式，可以叫“共享单马”。
但马跑得再快，也是有极限的。当我们希望更加迅速地把信息传递到远方时，飞鸽传书就出现了。飞鸽传书不仅速度快，传递的距离也远。
篝火不光可以是晚会还能是信号
光也是传递信息最有效的载体。“眼睛看到东西”，就是一种通信方式。古代有各种用光传递信息的方式，如烽火、篝火等。在渡江战役时，民间还用光来传递信号。电影《渡江侦察记》里，执行任务的侦察班被要求“完成任务后打三发红色信号弹通知我们”。信号弹比烽火、篝火要高级，可以打在天上，即使离得很远也能看见。旗语也是用光传递信息的一种方式。在古代的军队里，就有一个官员专门从事用旗传递信息的工作，叫旗牌官。即使到了现代，海军依旧在使用旗语。不同的方式有不同的作用，火光夜里比白天好使，旗语白天比夜里好使。这就要求我们要根据不同情况主动调整。比如要给远方的船发信号，就要用灯语。
以上就是电磁类通信出现前我们所运用的通信方式。那个时候，人类已经发展出相当有效、相当巧妙的方式，其中包括通讯模式、编码、载体的运用及如何保密等。
喵星人和贵妇人的绸缎衣服“来电了”
有科技手段之后，我们是怎么传递信息的呢？
一个是靠电。
电现象是一个古老的现象，是古希腊人发现的。古代贵妇喜欢穿着绸缎衣服在家里戏猫，她们发现猫在怀里时间长了，跑出去容易一身脏。我们老祖宗也有此类疑问，就是物体摩擦以后会吸小碎屑。这其实就是电现象，但直到1600年前后，才有一个叫吉尔伯特的人创造了电这个词。
另一个是靠磁。
磁的发现，要归功于今天叙利亚一带的一个放羊娃。放羊娃在放羊时，手里往往会拄根小棍，小棍底下那一头包着铁片，结实耐用。放羊娃发现，拄着这个棍满山赶羊时，戳到有的石头上啥事儿没有，戳到有的石头上，拔起来就很费劲，被吸住了。这就是磁现象。
再后来呢，人类就发现了电池。有电池以后就有电流了。
1820年前后，北欧的奥斯特在给学生讲课时就讲到电和磁之间的联系。
11年后，法拉第发现电磁感应。而无论是用水流推车，还是用脚蹬车，或者是拴毛驴转圈，都能持续发电。人类也开始认识到，电和磁是一家，电能产生磁，磁也能产生电。
电和磁相互影响的规律是怎样的？法拉第总结了四条定律，并写出了四个感应方程。
这一年，麦克斯韦出生了。
又过了30年，即1861年，麦克斯韦把这四个感应方程左边一项、右边一项放到一起，发第四项少了一项，于是发现位移电流。根据这一发现，麦克斯韦写出麦克斯韦方程组。在其中，他引入了一个伟大的量，叫磁矢势，把电磁组写成了一个波动方程的项，从理论上证明了，电磁过程在空间是以光速传播的，光的本质就是电磁波。
大神级实验和在阿尔卑斯山旅游的小男孩
电磁波是如何被发现的？
1887年，德国著名大神级天才海因里希·赫兹，用电感和电容组成电路。这是一个振荡电路，电路里有两个空悬并相对的端，各拴着一个金属小球。开关一开，这两个金属球之间就冒火花。而在这个装置的旁边，也放置着一根弯曲的金属丝，金属丝两头相对，并各拴着一个金属球。海因里希·赫兹发现，随着电路的开启，电路中的金属球之间出现火花，远处两个金属球之间也会产生火花。好像有什么东西从一边“飞”到另一边了。这个东西，就是电磁波。
这个装置说明，电磁波是可以释放并传播的。
赫兹做这个实验的时候，助手就问他，做这个实验有什么意义？赫兹说，证明麦克斯韦的伟大。助手问，还有什么用？赫兹说，可能真没什么用。
赫兹没想到的是，这个简单的实验，成了近代物理的出发点。这个装置也成为影响人类的伟大装置。
实验的消息不断传播，在阿尔卑斯山旅游的一个十四五岁小男孩听到这个消息后，意识到这个东西可以用来传播信息。这个小男孩就是马可尼。受到这一实验的启发，他发明了无线电通信技术。
其实，在发现电磁波之前，就已经有了电报。且已经形成了一套完整的编码系统，即莫尔斯电码。不过，那时是有线电报，需要先铺设电缆。遇到特别远距离的传播，铺设电缆就显得不靠谱了。
无线电通信技术发明后，远距离传播成为可能。
不过要保证这个信号是准确的、稳定的、没有歧义的，是一个艰难的过程。泰坦尼克号上已经有了无线电发报，但为什么信号发出却迟迟等不到救援？就是因为那时的信号不规则、不可靠，耽误了救援。
此刻，闭上眼睛想一想，什么东西是你离不了的？手机？网络？每个人都离不开手机，离不开互联网。今天，我们生活在一个信息电子化的时代，人与人、物与物、人与物，皆可彼此对话。那我们到底是怎么从飞鸽传书时代一步步发展到今天利用电磁波进行通信的？
“确认过眼神”人类通信的开始
“往祖坟上刨”，人类最早是怎么通信的呢？
人类是群居动物，所有群居动物相互之间都有通信的需求。人类最初通信，短距离的，就用到肢体语言、眼神等。比如，你瞪眼，对方就知道你生气了；当有人靠近，我们不希望TA靠近，就比个手势……
“桃花红杏花白”别让我的思念被风刮跑
距离稍远一点如何传递信息？一个非常重要的方式就是声音。过去，人们用声音传递信息，已经发展出一套非常标准的通信模式。这种通信模式影响深远，直到后来我们运用无线电通信的时候，还是基于它。
举个例子，我们中国古代的文学作品《诗经》，以及民歌等，就是一种通信模式。比如山西民歌《桃花红杏花白》。第一句“桃花你就红来，杏花你就白”，意思是“我想说话，我想找你”，这是通信开始；第二句“翻山越岭我找你来”是信息，是message，是Information。接下来应该是“你在哪儿，我去找你，我要等你回答”，这就是结尾的“啊格呀呀呔”所表达的意思。这相当于后来用无线步话机呼叫时，结尾说的那句“over”。
只不过，声音的传递，只限于一定的空间范围内，而且是不可记录的，你要没听到，它就被风刮跑了。
桃花你就红
来杏花你就白 通信开始
翻山越岭
我找你来 信息
啊格呀呀呔 通信结束，等回复
驿站传信“共享单马”骑起来
后来，我们需要跟离得更远的人通信，就有了书信。写好了信，就得有人寄信，于是，寄信系统开始建立了。古代官方的寄信系统就是驿站。驿站的“驿”是“马”字旁，因为驿站本身相当于马圈，平常就养马。传递信件时，驿卒骑着马一路前行，到驿站后把马一搁，换骑另一匹马接着走，直到到达目的地。这相当于我们今天的共享单车模式，可以叫“共享单马”。
但马跑得再快，也是有极限的。当我们希望更加迅速地把信息传递到远方时，飞鸽传书就出现了。飞鸽传书不仅速度快，传递的距离也远。
篝火不光可以是晚会还能是信号
光也是传递信息最有效的载体。“眼睛看到东西”，就是一种通信方式。古代有各种用光传递信息的方式，如烽火、篝火等。在渡江战役时，民间还用光来传递信号。电影《渡江侦察记》里，执行任务的侦察班被要求“完成任务后打三发红色信号弹通知我们”。信号弹比烽火、篝火要高级，可以打在天上，即使离得很远也能看见。旗语也是用光传递信息的一种方式。在古代的军队里，就有一个官员专门从事用旗传递信息的工作，叫旗牌官。即使到了现代，海军依旧在使用旗语。不同的方式有不同的作用，火光夜里比白天好使，旗语白天比夜里好使。这就要求我们要根据不同情况主动调整。比如要给远方的船发信号，就要用灯语。
以上就是电磁类通信出现前我们所运用的通信方式。那个时候，人类已经发展出相当有效、相当巧妙的方式，其中包括通讯模式、编码、载体的运用及如何保密等。
喵星人和贵妇人的绸缎衣服“来电了”
有科技手段之后，我们是怎么传递信息的呢？
一个是靠电。
电现象是一个古老的现象，是古希腊人发现的。古代贵妇喜欢穿着绸缎衣服在家里戏猫，她们发现猫在怀里时间长了，跑出去容易一身脏。我们老祖宗也有此类疑问，就是物体摩擦以后会吸小碎屑。这其实就是电现象，但直到1600年前后，才有一个叫吉尔伯特的人创造了电这个词。
另一个是靠磁。
磁的发现，要归功于今天叙利亚一带的一个放羊娃。放羊娃在放羊时，手里往往会拄根小棍，小棍底下那一头包着铁片，结实耐用。放羊娃发现，拄着这个棍满山赶羊时，戳到有的石头上啥事儿没有，戳到有的石头上，拔起来就很费劲，被吸住了。这就是磁现象。
再后来呢，人类就发现了电池。有电池以后就有电流了。
1820年前后，北欧的奥斯特在给学生讲课时就讲到电和磁之间的联系。
11年后，法拉第发现电磁感应。而无论是用水流推车，还是用脚蹬车，或者是拴毛驴转圈，都能持续发电。人类也开始认识到，电和磁是一家，电能产生磁，磁也能产生电。
电和磁相互影响的规律是怎样的？法拉第总结了四条定律，并写出了四个感应方程。
这一年，麦克斯韦出生了。
又过了30年，即1861年，麦克斯韦把这四个感应方程左边一项、右边一项放到一起，发第四项少了一项，于是发现位移电流。根据这一发现，麦克斯韦写出麦克斯韦方程组。在其中，他引入了一个伟大的量，叫磁矢势，把电磁组写成了一个波动方程的项，从理论上证明了，电磁过程在空间是以光速传播的，光的本质就是电磁波。
大神级实验和在阿尔卑斯山旅游的小男孩
电磁波是如何被发现的？
1887年，德国著名大神级天才海因里希·赫兹，用电感和电容组成电路。这是一个振荡电路，电路里有两个空悬并相对的端，各拴着一个金属小球。开关一开，这两个金属球之间就冒火花。而在这个装置的旁边，也放置着一根弯曲的金属丝，金属丝两头相对，并各拴着一个金属球。海因里希·赫兹发现，随着电路的开启，电路中的金属球之间出现火花，远处两个金属球之间也会产生火花。好像有什么东西从一边“飞”到另一边了。这个东西，就是电磁波。
这个装置说明，电磁波是可以释放并传播的。
赫兹做这个实验的时候，助手就问他，做这个实验有什么意义？赫兹说，证明麦克斯韦的伟大。助手问，还有什么用？赫兹说，可能真没什么用。
赫兹没想到的是，这个简单的实验，成了近代物理的出发点。这个装置也成为影响人类的伟大装置。
实验的消息不断传播，在阿尔卑斯山旅游的一个十四五岁小男孩听到这个消息后，意识到这个东西可以用来传播信息。这个小男孩就是马可尼。受到这一实验的启发，他发明了无线电通信技术。
其实，在发现电磁波之前，就已经有了电报。且已经形成了一套完整的编码系统，即莫尔斯电码。不过，那时是有线电报，需要先铺设电缆。遇到特别远距离的传播，铺设电缆就显得不靠谱了。
无线电通信技术发明后，远距离传播成为可能。
不过要保证这个信号是准确的、稳定的、没有歧义的，是一个艰难的过程。泰坦尼克号上已经有了无线电发报，但为什么信号发出却迟迟等不到救援？就是因为那时的信号不规则、不可靠，耽误了救援。
