文章專區

Take Home Message
•19世紀科學突破、工業起飛、殖民擴張、東方熱等多種背景相互交織，促成電報的誕生。
•電報的發明者希林是一位俄羅斯軍官、外交官，他曾經參與密碼研製、研究電磁效應等，更見證電報的發展歷程。
•電報不僅是科學技術的突破，更加速了資訊傳遞、促進商業貿易、軍事行動、文化交流的發展，為網路時代的到來鋪平了道路。

 
對於手機一滑就可以輕鬆發送文字、圖片、影音的我們來說，實在很難想像在網路出現之前要如何遠距傳遞訊息。自古以來常用的方法，不外乎書信、烽火、旗語等。不過在19世紀初科學家發現電磁效應後，通訊技術發生了重大的改變。在電磁效應中，經由導線傳輸的電流會讓遠端的磁鐵產生偏轉，而偏轉與否、偏轉方向（順或逆時針）、偏轉的持續時間長短，就可以作為編碼的基本單位傳送文字訊息。例如摩斯密碼就是以「一短一長」來表示英文字母A，「三長兩短」表示數字8。
 
在一個電磁通訊系統中，發報員會將要傳遞的字句根據編碼表轉譯為一串序列，並在發訊端以此序列操作開關，控制電流的有無、方向、時間長短，再由電線傳送到收訊端，並重現在磁鐵的運動上。收訊員則會將這些磁鐵的運動記錄下來，參照編碼表譯回字句，這就是電報（telegraphy）的原型。
 
電報是現代通訊科技的鼻祖。在科普讀物中，這個號稱「網路之前的網路」，是頭腦靈光的先驅們用電流傳遞訊息並加以規模化的成果。然而，電報的發軔是在19世紀科學突破、工業起飛、浪漫主義、大博弈（The Great Game）、殖民擴張、東方熱等背景下爆發而出，甚至可以稱作「資訊革命」的一部分。一位電報發明者的人生，見證了這場資訊革命。

玩電的翻譯官

俄羅斯軍官、外交官希林（Павел Шиллинг, Pavel Schilling）在1786年生於俄羅斯帝國的愛沙尼亞省，系出世居波羅的海沿岸的日耳曼貴族，他自幼就讀於軍校，並在畢業後派任於後勤總部，負責地圖測繪。不過，希林並沒有滿足家族期待在軍中展露頭角。他不到一年就離開部隊，並加入俄國駐慕尼黑公使館擔任翻譯官。希林從1803～1811年都待在慕尼黑，巴伐利亞王國首都的科學院、大學、仕紳名媛聚集的沙龍、巧匠技師出入的作坊，都讓這位年輕人目不暇給，然而最令他印象深刻的，是風靡歐洲的「電學展演」。19世紀初，自然哲學的實驗尚未成為專業研究教學機構的禁臠。在劇院、沙龍、演講廳、博物館觀賞展現造化之奇的表演，是一種相當普遍的娛樂方式，其中最受歡迎的正是從18世紀以來就盛行的各種電氣秀。一些走偏鋒的表演，甚至會推出電擊動物或讓孩童身懸半空傳導電荷等重口味戲碼。

（Александр Павлович Брюллов, CC BY-SA 4.0, W ki mi ed ai Com mon ）

1800年，義大利科學家伏打（Alessandro Volta）發明的「伏打電堆」（voltaic pile）將電學帶入新境界。伏打電堆來自於當時將電解釋為動物體內某種生機之源的討論。它有如電池的雛形，讓自然哲學家對電的認識從劇烈的聲光效果，擴展到生命活動、化學反應、熱量變化等基本現象，並將它想像為神祕而涵蓋所有自然的力量。而伏打電堆提供的穩定電流更開展了實際應用電的可能。
 
德國巴伐利亞科學院（Bayerische Akademie der Wissenschaften, Bavarian Academy of Sciences and Humanities）的醫學教授澤默林（Samuel Sömmerring）當時設計了一套電報裝置，將伏打電堆的電流以金屬線傳到三公里外盛放酸液的容器中，進而引起電解反應、產生氣泡。後續再藉由控制電路開關，達到傳遞訊號的目的，並用35組電路表示35個字母。得知此想法的希林隨即自告奮勇幫助澤默林，最終這套裝置在1808～1811年完成，成功展示了傳訊的效果。

當拿破崙大軍於1812年入侵俄國時，希林結束了在慕尼黑長達九年的客居，被召回聖彼得堡述職。他隨身攜帶了一套澤默林的化學電報機，打算用來研製線控水雷與地雷。儘管沙皇亞歷山大一世對他的黑科技不置可否，但仍答應了他加入戰鬥的請求，將希林編入騎兵師。之後的兩年，他隨著反法聯盟的部隊轉戰中歐各處，最終於1814年攻陷巴黎。
 

印刷術、密碼、東方學

隨著拿破崙戰爭結束，希林重回俄國聖彼得堡的外交部任職。比起天馬行空的電報及線控武器，俄國政府對另一項技術更感興趣――石板印刷（lithography）。這項技術於18世紀末由劇作家暨演員澤內費爾德（Alois Senefelder）在慕尼黑推出，最早用於印製劇本和樂譜。它的原理是在一塊平整的石板上用油性顏料繪圖，再以弱酸處理，使空白板面親水、圖案則親油，接著再上油墨，使油墨附著在圖案部分，最後壓上紙張印刷。希林戰前客居慕尼黑時便見識了這項技術，現在更熱衷於將它引入俄國。
 
在他的遊說下，俄國政府於1815年派他重遊慕尼黑，接洽澤內費爾德商討技術轉移，並安排取得適合石板印刷的巴伐利亞石灰岩板穩定貨源。次年，外交部成立印刷廠並由希林掌理，印製和外交事務有關的文件。彼時，俄國積極參與法蘭西帝國崩解後各強權爭相掌控的歐洲新秩序，更介入與英帝國、鄂圖曼土耳其、波斯、大清的地緣競爭，外交官僚體系迅速膨脹。希林的印刷廠印製的不只是公文、報告、命令、地圖，還包含每天從各地使館及喬裝成各種身分的特工、間諜傳來的大量密件、諜報、密信，以及監控調查的結果。
 
希林涉入帝俄大國外交的程度，遠比管理文件印刷廠複雜。從1820年代初開始，他就任職於外交部的情報單位，負責密碼的研製、運作、保管、修改。1823年，他開發一種稱為雙字母碼（bigram cipher）的訊息加密方式，將兩兩成對的字母組根據密碼本對應到看似漫無章法的不同序列，中間再雜以隨機亂碼，很快地成為俄國駐外使館的祕密通信工具。
 
希林的另一項愛好與專長也和他的公職密切相關。向中亞、北亞征服殖民，是俄國從莫斯科公國以來的一貫國策；對東方的折衝與競合，更是19世紀沙皇帝國的重中之重。希林在外交部的業務很大一部分和亞洲有關，對他而言可說是得其所哉。從年輕時，希林就對當時歐洲方興未艾的「東方學」深感興趣，他自學滿、漢、蒙、藏文，並憑恃富裕的家底四處蒐羅這些語文的珍本書籍。他的滿、漢、蒙、藏文藏書，據說是全歐洲最豐富的。
 
希林掌握的先進印刷技術，讓他不只藏書，更進一步開始印書。早在掌管外交部印刷廠之前，他就積極實驗蒙文與滿文的字體排印。直到1810年代末，他已被歐洲的東方學家視為一流的印書人。法蘭西公學院（Collège de France）的第一任漢學教授雷慕沙（Jean-Pierre Abel-Rémusat）曾經盛讚希林參與編纂的漢滿蒙俄拉丁文五語大辭典，本書的排版印刷精美程度，不亞於清廷御製的《康熙字典》。雷慕沙還引用《漢書》中「龍不隱鱗，鳳不藏羽」的句子，稱頌希林印製的《三字經》。
 
1820年代，希林以外交官、東方學者、藏書家、印刷達人、發明家、電學實驗家等多重身分，活躍於聖彼得堡社交圈、俄國官場、歐洲學術界。1825年12月，沙皇亞歷山大一世崩殂，一群改革派的軍人拒絕對繼任的尼古拉一世宣誓效忠，並聚集在離希林聖彼得堡外交部辦公室不遠的樞密院廣場，要求君主立憲、解放農奴、開放民主選舉，旋即遭到血腥鎮壓。這場「12月黨人起義」（Decembrist revolt）政治革命，並不妨礙希林的仕途、技術愛好或智識活動，反而是同時期的一場科學革命，對他產生更大的衝擊。

電磁效應與電報

丹麥哥本哈根大學（Københavns Universitet, University of Copenhagen）教授歐斯特（Hans Ørsted），在1820年發現磁針會在電流附近出現偏轉的電磁現象。歐斯特深受日耳曼浪漫主義自然哲學（Naturphilosophie）的影響，反對將自然現象化約為機械式的因果關係，而試圖以整體性、有機式、統攝萬物地理解大千世界。歐斯特相信，靜電、電流、磁吸、化學反應，乃至於光、聲、熱都是某種統一力量的不同展現。而電磁感應就足以證明電、磁這兩個自古以來被視為毫不相干的現象之間具有密切關聯。
 
歐斯特的發現在科學界捲起千堆雪。爾後，法國科學院（French Academy of Sciences）的秘書化學家安培（André-Marie Ampère）在數個月內對電流生磁做了詳盡的研究，找出它量化的規律，奠定了電動力學（electrodynamics）的基礎。同時，在哈雷（Halle）教授物理與化學的施威格（Johann Schweigger）也發現，即使是微弱的電流，只要通過纏繞多匝的線圈也可以造成明顯的磁針偏轉，並以此效應做出第一臺電流計。之後的數年，電磁現象成為學術圈最熱門的研究題目。
 
希林一直和安培、施威格等西歐科學家透過書信交流，因此相當了解電磁現象的火紅狀況。其中，他最有興趣的是如何將這個新發現，應用於他長久以來著墨甚深的電報技術中。安培在1820年就提出應用電磁效應來傳遞訊息的想法，但認真將此想法付諸實行的卻是希林。1828年，希林製作了史上第一套電磁電報的原型機。在這套系統中，送訊方電池輸出的電流通過銅線傳到收訊方，然後經由施威格的高匝線圈電流計放大電磁效應，使得在線圈中央用絲線懸吊的水平磁針產生明顯偏轉。通訊的兩方都配置了電池和線圈磁針，並以水銀開關切換傳送和接收功能。
 
希林在1828年開發出的電磁電報原型機只有一來一往的單電路雙導線，能透過電池的正接或反接造成磁針順時或逆時偏轉，並以此作為訊號的基本單位。他用磁針順逆偏轉的二元序列，編碼出斯拉夫文中的「西里爾字母」（Кириллица, Cyrillic script）。和澤默林需要等待氣泡產生的化學電報機相比，希林的電磁電報可以馬上看到磁針偏轉，速度快得多。另外，不同於化學電報機用一組電路代表一個字母，希林只用一組電路就可以編碼所有字母，非常輕便。
 
這臺在1828年製作出的電磁電報原型機，離實用還有一段距離。但隨著電報機的發明和鐵路的廣布，電報將會延伸到世界各處，並在急速擴張的工業資本主義及日益普遍的機械化戰爭中，扮演傳遞即時交易訊息與戰場情資的重要角色。

希林在1828年開發出的電磁電報原型機。（John Joseph Fahie, public domain, Wikimedia Commons）