Dějiny optických telegrafů (Jazyk mincí: 5/9)

The history of visual telegraphs from the signal fire to 18th Century semaphore lines. We visit ideas of Polybius, Aeneas Tactius, Sushruta, Francis Bacon, Robert Hooke and others.

References:
Communications: An International History of the Formative Years (Burns)
Understanding Media (McLuhan)
The Mathematical Theory of Communication (Shannon)
The Histories (Polybius)
translation link: http://penelope.uchicago.edu/Thayer/E/Roman/Texts/Polybius/home.html)

Signální oheň je bezpochyby jednou z nejstarších technologií

pro přenos informací -

pochází pravděpodobně už z doby, kdy člověk poprvé začal kotrolovaně využívat oheň.

Umožňuje ovlivnit stav myšlení někoho jiného

i přes velkou vzdálenost.

Protože díky schopnosti zpozorovat

přítomnost nebo naopak absenci čehokoliv,

jsme schopni přepínat mezi dvěma stavy vědomí.

Jeden rozdíl. Dva stavy.

A když se podíváme zpět do historie,

zjistíme, že toto bylo velmi důležité

pro všechny armády,

protože se spoléhají na efektivní komunikaci.

Je to dobře vidět na příkladu

řeckého mýtu o Kadmovi -

fénickém princi, který představil Řekům

fonetická písmena.

Řecká abeceda -

odvozená z fénických písmen -

společně se světlem a levným papyrem

způsobila přesun moci

od knězů k armádě.

A historie řeckého vojenství nám předkládá jasný důkaz

prvních pokroků v komunikaci,

v oblasti užívání signálních pochodní.

Polybios byl řecký historik, který se narodil 200 př.n.l.

Napsal dílo Dějiny, což je

pokladnice různých detailů

o komunikačních technologiích této doby.

Napsal: "Schopnost jednat v tu pravou chvíli

velmi přispívá úspěchu všech podniků.

A signální ohně jsou tím nejefektivnějším prostředkem,

který nám k tomu může pomoci."

Nicméně, byl si vědom i jejich omezení.

Napsal:

Lidé se mohli předem domluvit, že vyšlou signál

ve chvíli, kdy dorazí flotila do přístavu.

Ale když byli nějací občané

obviněni ze zrady

nebo se ve městě odehrál nějaký masakr -

věci, které se stávají často, ale nemohou být předvídány -

pro všechny tyto záležitosti je dorozumívání pomocí signálního ohně nepoužitelné."

Signální oheň je skvělý ve chvíli,

kdy máme jen omezené množství různých sdělení -

například jestli nepřítel dorazil nebo nedorazil.

Nicméně, když rozsah zpráv -

celkové množství možných sdělení - naroste,

je potřeba si navzájem sdělit mnoho různých detailů.

A v Dějinách Polybios popisuje technologii,

kterou vyvinul Aeneas Tacticus -

jeden z nejranějších řeckých spisovatelů, který se zabýval válečným uměním -

v 4. století př. n. l.

A jeho technologie byla popsána následovně:

"Ti, kteří si navzájem potřebují sdělit

novinky pomocí signálního ohně,

by si měli obstarat dvě nádoby

o přesně stejných rozměrech.

Doprostřed nádoby poté vložit tyč

rozdělenou na stejné části -

každá z nich musí být jasně oddělená od té následující,

označené řeckým písmenem."

Každé písmeno odpovídá

jedné zprávě v seznamu, který obsahuje

ty nejčastější události, které ve válce mohou nastat.

Při komunikaci poté postupovali následovně:

Nejprve odesílatel zdvihl pochodeň,

aby dal najevo, že chce vyslat zprávu.

Adresát poté zdvihl svou pochodeň

a tím dal najevo, že je připraven zprávu přijmout.

Poté odesílatel opět spustil svojí pochodeň dolů

a oba začli vyprazdňovat svoje nádoby

pomocí otvoru stejné velikosti ve spodní části nádoby.

Jakmile se dostali na úroveň, která symbolizovala danou událost,

odesílatel zdvihl svoji pochodeň

a tím dal najevo, že mají oba zastavit proud vody.

Tím dostali vodu v nádobách na stejnou úroveň

a sdíleli díky tomu zprávu navzájem.

Tato šikovná metoda

využívala rozdílů v čase pro přenos zpráv.

Nicméně vyjadřovací schopnost této metody byla omezená,

především kvůli její rychlosti.

Polybios poté napsal i o novější metodě -

kterou původně vymyslel Demokritos -

o které tvrdil, že jí "zdokonalil

a učinil schopnou vyslat -

s velkou přesností -

jakýkoliv druh akutní zprávy."

Jeho metoda - nyní známa jako Polybiův čtverec -

funguje takto:

Dva lidé, odděleni velkou vzdáleností,

mají každý deset pochodní -

rozdělené do dvou skupin po pěti.

Na začátku odesílatel zdvihne svou pochodeň

a čeká, až mu příjemce odpoví.

Poté odesílatel zapálí určitý počet pochodní

z každé skupiny - a zdvihne je.

Příjemce poté spočítá

počet pochodní zapálených z první skupiny.

Toto číslo označuje řadu

v mřížce, kterou navzájem sdílejí.

A druhá skupina pochodní

označuje sloupec v této mřížce.

V průsečíku řady a sloupce

se nachází odeslané písmeno.

Uvědomte si, že o této metodě můžeme uvažovat

jako o výměně dvou symbolů.

Každá ze skupin pěti pochodní je symbolem,

který je omezen na pět variací -

od jedné do pěti pochodní.

Když počet těchto variací vynásobíme dohromady,

dostaneme 5 x 5 = 25 různých možností -

ne 5 + 5.

Toto násobení ukazuje

důležitost chápání kombinatoriky v našem příběhu.

Toto bylo jasně vysvětleno už v 6. stol. př. n. l.

v indickém textu o lékařství, který byl připisován Sushrutovi -

starodávnému indickému mudrcovi - následovně:

"Máme 6 druhů koření,

kolik různých příchutí z nich můžeme namíchat?"

Proces vytváření směsi

může být rozdělen do šesti otázek:

Přidáváš A? Ano, nebo ne?

Přidáváš B?

C?

D?

E?

a F?

Uvědomte si, že to můžeme zapsat i jako strom

s různými posloupnostmi odpovědí -

2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 64 ...

Je tedy možné vytvořit

64 různých posloupností odpovědí.

Povšimněte si, že číslo n (počet otázek na ano-ne)

nám dává 2 na n možných posloupností odpovědí.

V roce 1605 Francis Bacon jasně vysvětlil,

jak tento nápad umožňuje odeslat

všechna písmena abecedy

pomocí jednoho jediného rozdílu.

O svém bilaterální šifře Bacon napsal:

Rozmístění dvou písmen na pět míst

dostačuje pro vyjádření 32 rozdílů.

Tímto uměním se otevírá cesta, díky které může člověk

vyjádřit své záměry

z jakkoliv vzdáleného místa i s objekty, které jsou

schopny signalizovat pouze dva odlišné stavy."

Tato jednoduchá myšlenka používat jediného rozdílu

k vyjádření všech písmen abecedy při komunikaci

se opravdu ujala až v 17. století

díky tomu, že byl vynalezen teleskop

nejprve Lippersheyem v roce 1608 a poté Galileem v roce 1609.

Protože tímto vzostla přibližovací schopnost lidského oka

ze trojnásobné na osminásobnou, třiatřicetinásobnou - a tak dále.

Takže pozorování rozdílů

mohlo být uskutečňování na mnohem větší vzdálenost.

Robert Hooke, anglický polyhistor, který se zajímal

o zlepšení schopností lidského zraku pomocí čoček,

nastartoval další pokrok, když v Královské společnosti v roce 1684 řekl,

že najednou, "s trochou cviku může být

v Paříži viděn stejný znak,

který byl minutu předtím vyslán v Londýně."

Následovala záplava různých vynálezů,

které pomáhaly přenášet informace efektivněji

a na větší vzdálenosti.

Jedna z technologií z roku 1795 perfektně ukazuje použití

jediného rozdílu pro libovolné sdělení.

"Telegraf z klapek" lorda George Murraye

byl britskou reakcí na hrozbu, kterou představoval pro Anglii Napoleon Bonaparte.

Byl složen ze šesti otočných klapek,

které mohly být nastaveny buď jako "otevřené", nebo "zavřené".

Každou klapku si můžeme představit jako jeden rozdíl.

S šesti klapkami máme k dispozici šest otázek - otevřeno nebo zavřeno -

které nám dávají 2^6, neboli 64 rozdílů -

což je dostatečné pro všechna písmena, čísla a další znaky.

Pozorování tohoto telegrafu z klapek si můžeme také představit

jako pozorování

jedné ze 64 různých větví rozhodovacího stromu.

A s pomocí teleskopu bylo nyní možné vysílat písmena

pomocí majáků přes neuvěřitelné vzdálenosti.

Tento objev z roku 1820

pomohl k revoluční technologii,

který navždy změnila, jak daleko tyto informace

mohou cestovat mezi majáky.

Toto pomohlo novým nápadům,

které nás postupně přivedly do "informačního věku".