愛迪生(13)_學達書庫

一三

　　第三章　把訊號傳向遠方

　　一

　　敘述托·阿·愛迪生的發明工作，應先從電訊方面，特別是要首先從電報方面的那些發明談起。愛迪生在他做報務員工作時，直接碰到過各種不同系統的電報機裝置和拍發報的手段，他的發明工作就是以改裝和改進這些電報機裝置和拍發手段為開端的。在美國各地的電報局裡，使用著各不相同的電報機設備。愛迪生在接觸眾多的電報機設備的過程中，不僅弄清了電報技術中現有的各種方法和手段的細微末節，而且也懂得了應從哪個方向去改進。

　　愛迪生在電報學領域的工作時間，正是在19世紀的後半世紀。這半個世紀的時間，是國際間電報線路迅猛發展的時期。歐洲各國和北美都建立起有許多支線的電報通信網。其他各國也都在架設愈來愈多的電報線路；電報水底電纜正在把各洲聯接起來。電報行業也就形成為一個獨立的技術部門。為了適應這一技術部門的發展，就需要建立生產電報設備的企業和大量培養專業人員。對電源、電線等性質的研究已開始進行，這就需要制定出測電的方法，創造出電量、電單位和電標準等等的體制。正是在50年代末和60年代中，電報技術有了明顯的發展，並顯著地影響了當時正在萌芽狀態的電工技術。

　　人們對電報技術特別著迷的浪潮把愛迪生也卷了進去。他的兩項最新發明，即投票記數機和交易所行情自動記錄機，就是在60年代完成的。這兩種機器的工作原理，都是建立在電報技術所利用的那種電磁原理基礎上的。愛迪生產生製造自動投票記數機的想法，是由於他確信通常使用的那種計算投票結果的方法是不適宜的，因為這種計算方法需要花費許多時間，會或多或少地出現一些重大誤差，也不能排除一些直接偽造現象。愛迪生1868年10月11日遞交了一份專利申請書，而專利特許證是在1869年6月1日發給他的，證號是90646號。這種裝置是二重內閉塞計數機。扭動其中一個機柄就出現「贊成」，扭動另一個機柄就出現「反對」。閉塞裝置是為使進入投票室的選民只能投「贊成」或投「反對」票而製造的。當另一個進來的選民扭轉其中一個機柄，閉塞裝置的作用就又恢復了。這種機器分為兩部分，其中每一部分都有計算機件：一個標示「贊成」的票數，另一個標示「反對」的票數。記數機是由電磁繼電器和齒輪系統構成。其中每一個機柄的轉動都能把脈衝發送到電磁鐵線圈裡，於是相應部分的記數機就轉動一度。

　　這個機器被一位國會議員拒絕使用，而且後來也沒有被美國專利局推薦使用。但年輕的發明家的想法是正確的，他的機器的結構也是完全合理的。值得注意的是，在美國早就不用選票進行投票，而是用原先不幸未被採用的愛迪生發明的電子機器來進行投票。第二個機器是交易所行情自動記錄機，它以「萬能印刷機」的名稱取得了專利權；申請書是1869年遞交的，專利特許證是第123005號。愛迪生研究這一機器，是在他協同弗蘭克利翁·列奧納爾德·鮑普在紐約建立一個以進行電報方面的發明和諮詢工作為目的的電工局時進行的。交易所行情自動記錄機，是一種能自動記錄的電報機件，它能自動把通過電報拍來的行情打印到紙帶上，然後立即把從交易所得到的行情轉告交易的生意人和各銀行。

　　愛迪生的交易所行情自動記錄機，要比在此之前就有的裝置（如勞斯機）更為完善。愛迪生把這一發明以4萬美元的價格，賣給了「黃金股票電訊公司」。這一機器在美國交易所生意人的事務所裡被長期使用。愛迪生和鮑普組織了這一機器的生產、出售和安裝，以及對機器運轉的監護。愛迪生在隨後的一些年裡，又繼續改進這一機器。例如，他在1872年—1873年間，就獲得了與這一機器有關的63份專利特許證。雖然其中某些專利只是對機器個別零件作了改進，但都是有助於進一步擴大機器的實際用途。出賣這一發明所得的款項，使愛迪生第一次有可能就他自己感興趣的某些問題進行試驗。

　　但是，這兩項發明並不都直接與通常的電報實際運用有關，而是涉及電報結構的兩種專利場合的應用。與此同時，一些新的課題已出現在當時（即70年代初）的電報學面前。電報新線路的架設速度和懸掛附加電線的速度，已落後於對電報交換量需求的迅速增長。此外，電報線的價格也很昂貴。因此，向能保持最高效率拍發的熟練報務員支付高薪是劃得來的。所以，電報公司就把那些曾經常由一個公司轉到另一個公司而成為「流浪報務員」的高效率報務員招聘到自己公司來。在電報技術方面獲得精湛技藝的愛迪生，也沒有例外。他在電報局工作的經常調動，迫使他注意到電報傳送的複用問題，也注意到提高電報通信系統的效率。二

　　電報傳送自動化是提高電報通信系統效率的方法之一。當時所理解的自動傳送電報，僅僅是指電報線拍發信號的過程本身。電報線路拍發信號的方法要求用一種特種裝置（打孔機）把全部組合好的電碼轉到紙帶上，隨之借助手用常速運轉的發報機（發射機），把信號從預先打好孔的紙帶上拍發出去。在線路的另一端，在收報機上把被拍來的信號記錄到紙帶上或在紙帶上打上孔，而電碼譯成電文的過程是在電路之外進行了。所以實際上，在這些系統中只有拍發過程是自動化了。在愛迪生著手研究電報收發的複用問題之前，就有人提出過幾個自動化電報系統，其中惠斯通系統早就從1858年開始使用，並被許多國家所採用。

　　愛迪生沒有發明自己的自動電報系統，而是試圖改進在英國得到推廣的利特爾自動電報機系統。這一系統的主要特徵如下：利用機器把電文轉到總紙帶上，而在紙帶上不是用的「·」和「——」，而是用按一定程式列好的孔洞。這一工序完全不加重線路負荷。然後紙帶以大大超過手工拍發電報的速度經過發報機傳入線路。在接收端的接收機裡就獲得了同樣長的紙帶，在該帶上有按照莫爾斯電碼用化學方法記錄下來的電文。電碼譯成電文是不通過線路的。

　　1871年，年輕的鐵路工程師愛德華·約翰遜給愛迪生帶來了這種電報機的樣機。約翰遜與打算在美國鐵路電報局推廣這一裝置的財團有密切聯繫。約翰遜認為，這一裝置系統的性能不能令人滿意，需要加以改進。它的最主要缺點是，它只是在短距離的線路中才有令人滿意的效果，而在長途線路中，如在200～300裡遠的線路中就不適用了。約翰遜本人沒有能力勝任這項改進工作，有人建議他去找愛迪生，因為當時人們就已認為愛迪生是電報行家，別看他這時才24歲。愛迪生開始在賓夕法尼亞鐵路試驗利特爾系統。原先預料，用這一系統拍發電報應當比用莫爾斯系統拍發得快，因為利特爾系統是在莫爾斯電碼基礎上發展起來的。但實際上卻沒有搞成。

　　利特爾系統需要「治療」，以便能真正適合於運用。靜電干擾對這一系統起了不良作用。通過實踐，愛迪生認為：利特爾系統能成為相當好的自動電報系統的基礎。愛迪生給約翰遜的答覆，增強了財閥們對這一事業的興趣，他們建立了一個股份公司「自動電報公司」，與愛迪生在1871年4月24日簽訂了一份關於改進利特爾系統的協定。這一工作全由生意人把持，他們的主要目的不是要促進電報技術的進步，而是為了盡可能用各種方法來戰勝競爭者。愛迪生接受預付的4萬美元後，就邀同焦澤夫·默裡在紐瓦克開辦了一座試驗和生產電報機的工廠，約翰遜也被吸收來參加這項工作。後來，約翰遜同愛迪生的關係更加密切，並作為他的助手同他一起工作了20多年。

　　愛迪生把1871年秋季的大部分時間，都用於研究自動電報機。自動發報機工作效率很高。但在另一端接收工作受到了靜電干擾。愛迪生為消除這一缺點而細心地試收了幾次，併發現在收報機電路中利用帶有軟鐵心的自感線圈，就會顯著地改進該系統的遠距離工作效率。自感現象會引起電流方向在每次脈衝之後發生瞬息變化，所以隨之而來的每個脈衝就會傳送得更快，而且也能與前面的脈衝一個一個完全清晰地分隔開來。此外，愛迪生還改進了接收器的針，用這種針去工作，電碼裡就不會有中斷處或污點。

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