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2024-09-09結合《易經》與電磁學 電報技術的改良與商業化之路 657 期

Author 作者 楊振邦/任教於加拿大多倫多大學(University of任教於加拿大多倫多大學(University of是19 世紀到當代的物理、電機、資訊史。

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• 希林為電報的發明者,他受到《易經》的啟發,改良了電磁電報系統,開發出能夠傳輸28 個西里爾字母和數的六線電報機。
• 雖然希林的電報機研發相當成功,但卻是英國的庫克和惠斯登、德國的高斯和韋伯、美國的摩斯等人將電報應用於商業領域,並與鐵路系統結合。
• 希林是一位跨領域的業餘發明家,在電報、東方學等多個領域都有貢獻,即便未能將電報推向商業,仍展現並推展了當代科技與人文的交匯。

在網路出現之前,人們如何遠距傳遞訊息?科學家於19 世紀初發現電磁效應,並將此效應加以應用。他們透過導線傳輸電流,讓遠端的磁鐵產生偏轉,偏轉的有無、方向、持續時間就能被當作編碼的基本單位,發報員可將要傳遞的字句根據編碼表轉譯為一串序列、傳送文字訊息。這些訊息再由電線傳送到收訊端,重現在磁鐵的運動上,而後由收訊員記錄,參照編碼表譯回字句,這就是電報(telegraph)的原型。

在《科學月刊》第655 期,我們介紹了電報發明者――俄羅斯軍官希林(Павел Шиллинг, Pavel Schilling)的生平,以及他開發出的電磁電報原型機。此原型機經過改良、轉變為電報,並影響了後世的通訊技術,例如電話、留聲機、電影、打字機、無線電、計算機等,最終成為電機、資訊、媒體科技的先驅。


電報技術與藏文佛典的意外交流

希林在1828 年開發出電磁電報原型機,而他的命運在不久後又迎來一次轉折。1829 年,享譽國際的博物學家洪堡德(Alexander von Humboldt)完成了從波羅的海到阿爾泰山(Altai Mountains)的探險,獲得關於礦產、自然環境、民族風俗的豐富資料。當時俄國沙皇尼古拉一世決定再安排一次更深入的遠東領土勘查,由於洪堡德婉拒了沙皇的邀請,這件差事就落到了外交部的東方通希林的身上。1830年5 月,希林帶領團隊從俄羅斯聖彼得堡出發,目的地是中俄邊境的布里亞特( Буряад, Buryat)、蒙古轄下的貿易城鎮恰克圖( Кяхта,Kyahta),同行的還包括曾任職北京東正教傳道團多年的知名漢學家比丘林(Никита Бичурин,Nikita Bichurin),以及希林的印刷器材和他新發明的電磁電報原型機。

他們這次探險的主要使命,是調查西伯利亞地區蒙古族的藏傳佛教信仰。1689 年,清俄簽署的《尼布楚條約》(Pactum Nertschiae, Treaty ofNershinsk)雖然劃定了國境邊界,卻並沒有阻斷蒙古人跨越兩國的遷徙、遊牧、貿易、宗教活動。18世紀到19世紀初,藏傳佛教在西伯利亞蒸蒸日上,寺廟也愈蓋愈多,光是1820 年代的喇嘛人數就從2000多人增加到4000多人。由於俄羅斯當局奉東正教為道統,他們看待西伯利亞日益茁壯的藏傳佛教就如同新征服中亞屬地的伊斯蘭教一樣,戒慎恐懼。不過俄國明令禁止此宗教會激起民變,因此希林被分派收集蒙古人佛教情報的任務,例如佛寺、喇嘛、信眾的數目及分布、不同教派的內容與傳遞、祭祀科儀聚會的模式等,作為政府日後制定規訓佛教法規的依據。此外,當時俄中貿易量體和相關稅收逐年減少,尼古拉一世對此狀況感到不滿,他認為是走私日益猖獗所致,因此也要希林特別偵查中俄邊境走私的活動和路徑。 

然而,相較於擔任殖民帝國耳目,希林顯然對研究藏傳佛教典籍更有興趣。派駐西伯利亞一年多的時間裡,希林在恰克圖的居所儼然成為藏文佛典的集散樞紐。一位同時期研究蒙古的學者曾親眼目睹,希林的到來使得布里亞特成為佛學考證的中心,並提到:「匯集了藏文與梵文專家、畫師、印刻師。僧侶們開始更深入的辯論教義,閱讀經典,並發現許多之前認為不存在的典籍…。男爵(希林)並親自監督印刻藏、梵、蒙三語字典。」

希林編撰的俄羅斯藏文書籍《西藏祈禱書》(Ein Tubetisches Gebetsbuch)。
(P. L. Schilling, public domain, Wikimedia Commons)

為了蒐集當時歐洲罕見的藏傳佛典,希林跑遍西伯利亞,遊歷寺院、拜訪喇嘛、晤談耆老、諮詢信徒。布里亞特人對這位會讀藏文的白人頗感驚異,而沙皇特使的權威也讓當地民眾很難拒絕與他合作。不過更能拉近希林和當地關係的,是他親自展示的電磁電報操作,還曾以此表演和當地人換取閱讀典籍的機會。另外,他先進的印刷技術也有加分的效果。一所寺院的喇嘛曾為了募資建廟,發願要印一百萬份《六字大明咒》,希林知道後答應將此典籍帶回聖彼得堡,使用石板印刷完成這項功德。僧人為了酬謝,便取出珍藏的秘典讓他抄錄。經由這些手段,希林搜羅了豐富的藏文佛典,其中最重要的是《甘珠爾》(བཀའ་འགྱུར, Kangyur)。

當時歐洲只看得到這套藏文《大藏經》中《教敕譯典》(總輯佛陀口授教法)的斷簡殘篇。希林原以為只有從中國才能得到完整版,但想不到散布在布里亞特偏遠山區的喇嘛寺,竟收藏了好幾個不同版本的《甘珠爾》。他也發掘200 多卷的《丹珠爾》(བསྟན་འགྱུར, Tengyur,又稱《論述譯典》)。他雇用當地人手抄這些善本經論,並使用機器印刷成冊。1831 年,希林結束西伯利亞之旅回到聖彼得堡,帶回大量珍貴的藏傳佛教典籍,最終成為俄羅斯科學院東方圖書收藏的一部分。


從新奇事物到成熟科技


希林1832 年居住的阿達民你樓,該大樓可容納100 公尺長的電報線。
(Supercarwaar, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons)

接下來幾年,希林專注於電磁電報的研發。1828年的原型機驗證了電磁效應可以用來傳訊,然而單線路電報藉由磁針左右偏轉的序列表示一連串字母,在電碼本問世之前實在不太方便。因此希林採用類似德國醫學教授澤默林(Samuel Sömmerring)發明的化學電報機,以多線裝置的方式運行。不過澤默林是用一條線路表示一個字母,但希林認為透過編碼的方式可以顯著減少需要的線路數目。

身為密碼專家的他,在遊歷東方歸來後受到《易經》中每卦六爻、每爻虛滿兩態的啟發,決定用六條線路、每條上的磁針左右兩態(總共有26= 64 種組合),表示28 個簡化版西里爾字母(Кириллица, Cyrillic script)和阿拉伯數字的0~9。1832 年10 月起,希林在他位於聖彼得堡戰神廣場的公寓阿達民你樓(Дом Адамини, Adamini Building),布置了一場場華麗的展示。他將這款六線電報機的收發兩端分置於相距大約100 公尺的兩個房間,連接的導線纏繞建築多圈以模擬遠距離傳訊。帝都的權貴鴻儒、名士才子紛紛收到邀請前來觀摩,甚至連尼古拉一世也蒞臨現場並試傳了一句話,結果相當令人滿意。希林的電報秀在聖彼得堡社交圈引起轟動,阿達民你樓門庭若市,這股熱潮一直延續到年底的聖誕節。

聖彼得堡測試的成功,鼓舞希林向國外宣揚他的發明。1835 年,他造訪維也納、波恩、法蘭克福等地展示六線電報機。參加希林演講的科學家也仿製他的設計,並進一步在其它場合展示。於是電報機這項發明如同滾雪球般傳播,很快就廣為歐洲學界和產業界所知。隔年,希林憑藉著他在國際間累積的聲譽,說服俄國政府讓他規劃一條通過聖彼得堡港口的電報線路。


商用電報系統的發展

               
庫克                                             惠斯登
(William Fothergill Cooke, public domain, Wikimedia Commons) 
(Unidentified photographer, public domain, Wikimedia Commons)

然而,希林在電報技術產業發展扮演的角色,也就僅止於此。當時在海德堡(Heidelberg)研讀醫學的英國學生庫克(William Cooke),在課堂上看到指導教授展示仿製的希林電報機,有商業頭腦的他大受啟發,決定放棄學業回國創業。庫克與英國發明家家惠斯登(Charles Wheatstone)合作,兩人研發出一套商用電報系統,並說服倫敦地區的鐵路公司採用,此系統便成為電報工業的先驅。


▲ 庫克與惠斯登在1837 年研發的電報系統
(Geni, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons)   

▲ 庫克和惠斯登應用於大西部鐵路的兩針電報機。
(Geof Sheppard, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons)

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